Михаил Гук
Государственное учреждение
"Барнаульский городской центр
й занятости населения* I
$5W3-1„ с пр„ Страйгелей, 41* >
...тел. 3&68-W. 36-ВВ-И 22-98-24 .
’------“ЖОЙГ
Аппаратные
средства
локальных
сетей
^ППТЕР’
Санкт Петербург
Москва ‘Харьков • Минск
2000
Михаил Гук ' ;
Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия
Главный редактор
Заведующий редакцией
Руководители проекта
Научный редактор
Литературный редактор
Художник
Иллюстрации
Корректоры
Верстка
В. Усманов
Ё Строганова
' И Корнеев
Н. Дубнова
А Жданов
Н. Биржаков
О. Гук
М. Павлова, Н. Рощина
Ю. Сергиенко
ББК 32.988
УДК 681.327.8
ГукМ.	ч „
Г93 Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия — СПб: Издательство
«Питер», 2000. — 576 с.: ил.	.	,
ISBN 5-8046-0113-Х
В книге рассматриваются теоретические и практические вопросы построения сетей — от кабельных
систем до коммуникационного оборудования. Приводятся сведения по всем типам пассивного
„ оборудования — медиым и оптическим кабелям и коннекторам. Рассматриваются стандарты построения
СКС — ISO 11801, EN5OJ73, TIA-568A с новейшими дополнениями и изменениями. Описаны все
современные локальные сетевые технологии, вплоть до Gigabit Ethernet. Глобальные сети (телефонные,
ISDN, Х.25, Frame Relay) и технология ATM рассмотрены с точки зрения использования ддя связи
локальных сетей.	 ;	,
Предиазиачеиа для специалистов в области проектирования и эксплуатации сетей, сетевых
администраторов и широкого круга любознательных читателей, желающих получить
систематизированные знания в даииой области.
© М. Гук, 2000
© Серия, оформление, Издательство «Питер», 2000
Все праве защищены. Никаквя честь данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного
разрешения владельцев авторских прав.
Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не
менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную
точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности зв возможные ошибки, связанные с использованием книги.
ISBN 5-8046-0113-Х
Издательство «Питер». 196105, Санкт-Петербург, Благодатная ул., д. 67.
Лицензия ЛР № 066333 от 23.02.99.,
Налоговая льгота — общероссийский классификатор продукции ОК 005-93, том 2; 953000 — книги и брошюры.
Подписано в печать 15.08.00. Формат 70x100'/„. Усл. п. л. 46,44. Доп. тираж 6000 экз. Заказ № 1458.
Отпечатано с фотоформ в ГПП «Печатный двор» Министерства РФ по делам печати,
телерадиовещания и средств массовых коммуникаций.
197110, Санкт-Петербург, Чкаловский пр., 15.
Краткое содержание
Часть I. Основы построения компьютерных сетей
Глава 1. Основные понятия..................................14
Глава 2. Сетевые протоколы...............................40
Часть II. Пассивное оборудование локальных сетей
Глава 3. Оборудование для электрической передачи.........63
Глава 4. Средства оптической передачи...................129
Глава 5. Кабельные системы локальных сетей..............178
Часть III. Сетевые технологии локальных сетей
Глава 6. Технология Ethernet..............................241
Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5 ............. 284
Глава 8. FDDI и CDDI................................... 314
Глава 9. Технологии 100VG-AnyLAN, ARCnet и другие локальные технологии . 333
Часть IV. Глобальные сети
Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей.......344
Глава 11. Глобальные сети и технологии..................372
Часть V. Локальные сети
Глава 12. Построение локальных сетей....................428
Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях.....457
Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость . 478
Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы . . 500
Приложение Б. Перевод физических единиц из различных систем
в международную (СИ)..................................534
Список сокращений.......................................536
Алфавитный указатель....................................544
Содержание
Предисловие.....................................................ю
Часть I. Основы построения компьютерных сетей
Глава 1. Основные понятия......................................14
1.1.	Базовая модель взаимодействия открытых систем OSI......16
1.2.	Стандарты IEEE 802.x.................................. 21
1.3,	Классификация топологических элементов сетей ..........23
1.4.	Топология, методы доступа к среде......................25
1.5.	Кодирование данных.....................................28
1.6.	Режимы передачи и качество сервиса.....................34
1,7.	Контроль достоверности передачи........................36
1.8.	Управление потоком данных..............................38
Глава 2. Сетевые протоколы.....................................40
2.1.	Протокольный стек TCP/IP.............................  40
2.1.1.	Адресация в IP..................................  43
2.1.2.	Маршрутизация.....................................47
2.1.3.	Многоадресное (групповое) вещание и протокол IGMP.49
2.1.4.	Иерархическая система имен DNS....................51
2.1.5.	Протоколы стека TCP/IP..........................  52
2.2.	Фирменные протокольные стеки...........................54
2.2.1.	IPX/SPX...........................................54
2.2.2.	AppleTalk.........................................57
Часть II. Пассивное оборудование локальных сетей
Глава 3. Оборудование для электрической передачи..............бз
3.1.	Передача данных по электрическим кабелям...............63
3.2.	Несимметричные кабели — коаксиальные...................72
3.2.1...............................................’ Кабели...........................................72
3.2.2.	Аксессуары (коннекторы, терминаторы, «вампиры»)
И их применение..........................................74
3.2.3.	Инструменты, монтаж и тестирование................82
3.3.	Симметричные кабели — витая пара.......................84
3,3.1.	Кабели............................................84
3.3.2.	Соединительная аппаратура.........................90
Содержание
5
3.3.3.	Экранированная проводка....................................118
3.3.4.	Инструменты, монтаж и тестирование.........................119
3.3.5.	Сетевые технологии с симметричной передачей................125
Глава 4. Средства оптической передачи...................................129
4.1.	Структура световода и режимы прохождения луча...................130
4.2-	Мощность сигнала^ потери и усиление.............................133
4.3.	Пропускная способность, методы передачи и кодирования...........136
4.4.	Источники и приемники излучения.................................137
4.5.	Энергетический баланс и расчет оптических линий ......... 140
4.6.	Топология соединений. Разветвители, переключатели и мультиплексоры 141
4.7.	Оптоволоконные кабели...........................................144
4.8.	Оптические соединители........................................  149
4.8.1.	Неразъемные соединения — сварку и сплайсы..................149
4.8.2.	Разъемные соединения.......................................151
4.8.3.	Коннекторы ST, SC, FC, FDDI, MT-RJ, OptiSPEED LC, OPTI-JACK,
SCDC и SCQC, VF-45...............................................153
4.8.4.	Процедуры установки оптических коннекторов.................156
4.8.5.	Розетки, адаптеры, аттенюаторы.............................164
4.8.6.	Шнуры, полувилки (пигтейлы)................................165
4.9.	Аксессуары......................................................166
4.10.	Инструменты, расходные материалы и приборы.....................168
4.11.	Сетевые технологии с оптоволоконной передачей..................171
Ethernet 10/100/1000 Мбит/с.......................................171
Token Ring........................................................175
FDDI..............................................................175
ATI^I, SONET, SDH.................................................175
ARCnet(TCNS).................................'....................176
4.12.	Достоинства и недостатки оптоволоконной передачи...............176
4.13.	Техника безопасности при работе с оптоволокном.................177
Глава 5. Кабельные системы локальных сетей..............................178
5.1.	Структурированные кабельные системы.............................179
5.1.1.	Стандарты ISO 11801 и EN 50173............................ 182
5.1.2.	Стандарт EIA/TIA-568-A.....................................204
5.2.	Аксессуары кабельных систем....................................213-
5.3.	Проектирование кабельных систем.................................218
5,3,1.	Выбор кабелей и коннекторов ...............................218
5.3.2.	Рабочие места . ...........................................221
5.3.3.	Кабельные-магистрали.......................................223
5.3.4.	Телекоммуникационные помещения и аппаратные комнаты .... 223
5.4.	Документирование и администрирование СКС........................228
5.5.	Практика монтажа кабельных систем...............................230
5.5.1.	Пожаробезопасность кабельной проводки......................233
5.6.	Тестирование, сертификация и гарантии...........................234
6
Содержание
Часть Ш. Сетевые технологии локальных, сетей
Глава 6. Технология Ethernet’ .................... У..................241
6.1.	Метод доступа CSMA/CD......................................  242
6.2.	Адресация, форматы кадров и пропускная способность...........246
6.3.	Стандарты Ethernet 10 Мбит/с: 10Base5,10Base2, lOBaseT, lOBaseF . . . 249
6.4.	Стандарты Fast Ethernet 100 Мбит/с...........................257
6.5.	Стандарты Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с ......................260
6.6.	Сетевые адаптеры.............................................262
6.7.	Концентраторы: повторители, мосты и коммутаторы . ..........267
6.7.1.	Повторители.............................................268
6.7.2.	Мосты и коммутаторы.....................................270
%
6.7.3.	Дополнительные возможности концентраторов...............274
6.8.	Топология соединения коммутаторов............................276
6.8.1.	Избыточные связи и алгоритм Spanning Tree...............276
6.8.2.	Дублирующие линии (Resilient Link, LinkSafe)............279
6.8.3.	Объединение портов (Port Trunking)......................279
6.8.4.	Активная полносвязная топология (АМТ)...................280
6.9.	Расчет допустимых размеров сети..............................281
Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5 .......................... 284
7.1.	Физический уровень...........................................285
7.2.	Протокол доступа к кольцу....................................290
7.2.1.	Приоритет доступа.......................................293
7.3.	Управление кольцом...........................................295
7.3.1.	Активный и резервные мониторы...........................298
7.3.2.	Включение в кольцо, очистка и самовосстановление........299
7.3.3.	Определение конфигурации................................300
7.4.	Сегменты, мосты и маршрутизация от источника.................301
7.5.	Коммутация...............................................    303
7.6.	Виртуальные локальные сети Token Ring .......................305
7.7.	Высокоскоростные версии Token Ring...........................306
7.8.	Оборудование Token Ring......................................307
7.8.1.	Сетевые адаптеры........................................307
7.8.2.	Концентраторы........................................  .	308
7.9.	Построение сетей Token Ring...............•..................309
7.10.	Гибридные сети Token Ring—Ethernet.................. . . . 311
Глава 8. FDDI и CDDI.................................................314
8.1. Физический уровень, интерфейсы.......................,	... 316
1	8.2. Варианты физической топологии.............................  321
8.3.	Форматы кадров ..............................................323
8.4.	Управление.................................................  325
8.4,1.	Инициализация станции.................................  326
8.4.2.	Инициализация кольца..................................  328
Содержание
7
8.4.3.	Реконфигурирование кольца............................328
8.5.	Синхронная и асинхронная передача данных .................329
8.6.	Особенности FDDI-II (изохронные передачи).................330
8.7.	Оборудование FDDI (адаптеры, концентраторы, мосты)........331
Глава 9. Технологии lOOVG-AnyLAN, ARCnet и другие
локальные технологии...........................................ззз
9.1. lOOVG-AnyLAN..............................................335
9.2. ARCnet и TCNS....................... 339
Часть IV. Глобальные сети
Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей. . . . 344
10.1.	Последовательные интерфейсы..............................344
10.1.1.	Режимы последовательной передачи....................346
10.1.2.	Устройства DTE, DCE, их соединение и синхронизация..347
10.1.3.	Электрические интерфейсы RS-232 (V.28), RS-422 (V.11),
RS-423 (V.10), RS-485, токовая петля........................350
10,1.4.	Стандарты V.24/V.28, RS-232C, RS-449 (V.36), RS-530, V.35 ... 356
10.1.5.	Высокоскоростной интерфейс HSSI.....................364
10.1.6.	Управление потоком данных...........................366
10.2.	Протоколы последовательной передачи......................367
10.2.1.	Протоколы HDLC, SDLC и LAPB.........................367
10.2.2.	Протоколы PPP, MLPPP, BOD...........................370
Глава 11. Глобальные сети и технологии............................372
11,1,	Телефонные сети и их использование для передачи данных...372
11.1.1.	Аналоговые коммутируемые линии и	телефонные аппараты . . . 374
11.1.2.	Аналоговые выделенные линии.........................379
11.1.3.	Учрежденческие и малые АТС..........................379
11.1,4,	Иерархии цифровых каналов...........................381
11.1.5.	Модемы и факс-модемы для аналоговых линий...........385
’	11.1.6. IP-телефония и передача факсов по IP-сетям.........392
11.1.7.	Технологии xDSL и кабельные модемы..................396
11.1.8.	Модемы для выделенных ли^ий.........................398
11.2.	Сети ISDN......................’.........................398
11.2.1.	Интерфейсы ISDN.....................................399
11.2.2.	Пользовательское оборудование ISDN..................403
11.2.3.	Передача данных по ISDN.............................406
11.3.	Сети Х.25 .............................................. 408
11.4.	Сети Frame Relay.........................................411
11.5.	Технология ATM...........................................413
11.5.1.	Интерфейсы UNI и NNI................................413
11.5.2.	Архитектурная модель ATM............................416
11.5.3.	Классы сервиса и уровни адаптации...................417
11.5.4.	Адресация...........................................418
8
Содержание
11.5.5.	Соединения ATM . . . '..............................*.	'420
'	11.5.6. Качество обслуживания в ATM . . ."v	...........421
11.5.7.	Сигнализация и установление соединения.................421
11.5.8.	Эмуляция технологий локальных сетей (LANE).............422
11.5.9.	Использование ATM сетевыми протоколами
(Classical IP и МРОА).......................................  424
11.5.10.	Оборудование ATM......................................425
Часть V. Локальные сети
Глава 12. Построение локальных сетей...............................  428
12.1.	Оборудование локальных сетей . ............................428
12.1.1.	Конечное сетевое оборудование..........................429
12.1.2.	Коммуникационное оборудование..........................432
12.2.	Структуризация локальных сетей.............................435
12.2.1.	Малые сети с разделяемой средой передачи...............435
12.2.2.	Сегментированные сети с применением мостов и коммутаторов . . 437
12.2.3.	Организация магистралей................................440
12.3.	Маршрутизаторы как средство объединения логических сетей .... 443
12.4.	Коммутация 3-го уровня. Fast IP............................446
12.5.	Виртуальные локальные сети и приоритизация трафика.........448
12.6.	Организация удаленного доступа.............................453
12.7.	Беспроводное подключение узлов.............................455
Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях ... 457
13.1.	Принципы построения систем управления сетями...............457
13.2.	Мониторинг состояния элементов сети........................460
13.3.	Управление коммуникационными устройствами . ...............461
13.3.1.	Консольное управление. ................................462
13.3.2.	Управление через Telnet................................463
13.3.3.	Протокол управления SNMP...............................464
13.3.4.	Удаленный мониторинг — RMON и RMON2....................466
13.3.5.	Дистанционное конфигурирование и обновление встроенного
программного обеспечения (BootP и TFTP).......................469
13.3.6.	Web-интерфейс управления...............................471
13.4.	Управление рабочими станциями..........  .	. ............472
13.4.1.	Удаленное управление (DMI и Wakellp On LAN)............473
13.4.2.	Удаленная загрузка.....................................475
Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная
СОВМеСТИМОСТЬ......................................................478
14.1.	Общие вопросы электропитания и заземления..................479
14.2.	Средства улучшения качества электропитания.................483
14.3.	Заземление оборудования в локальных сетях..................489
14.4.	Планирование питающей сети.............../.................493
14.5.	Совместная прокладка питающих и телекоммуникационных кабелей . . 496
Содержание
9
Приложение А. Активное сетевое оборудование
и сетевые анализаторы	,...............500
А.1. Активное сетевое оборудование фирмы ЗСот . .. . .......500
А. 1.1. Серия OfficeConnect............, . :.............501
А.1.2. Серия SuperStack II. .............................502
А. 1.3. Устройства удаленного доступа....................513
А. 1.4. Сетевые адаптеры.................................513
А.2. Оборудование фирмы Nortel Networks..................'. 516
А.З. Сетевые и кабельные тестеры фирмы Huke.................529
Приложение Б. Перевод физических единиц
из различных систем в международную	(СИ)............534
Список сокращений............................................  536
Алфавитный указатель.........................................  544
♦
Предисловие
Эта книга является третьим подходом автора к сетевой тематике. В 1996 году
была выпущена карманная энциклопедия «Локальные сети Novell», а вслед за
ней и «Сети NetWare 3.12-4.1. Книга ответов». Книги пользовались успехом и
вызвали многочисленные отклики читателей. Однако, как и следует из названий,
основные их темы были связаны с сетевой операционной системой, а вопросам
сетевого «железа» там отводилось довольно скромное место. В энциклопедии
«Аппаратные средства IBM РС» сетевая аппаратура тоже не могла быть пред-
ставлена в полном объеме. Преодолеть это несправедливое ущемление призвана
книга, лежащая перед вами. В нее вошли «нижние слои» сетевых тем — от про-
водов до коммутаторов и маршрутизаторов. Книга в основном посвящена ло-
кальным сетям, число которых в настоящее время стремительно растет. Конечно
же, рассматривается и подключение к глобальным сетям (Интернет), но тоже с
«локальной» точки зрения.
Как и предыдущая «большая» энциклопедия, эта книга представляет упоря-
доченную систему знаний. В первой части (главы 1-2) кратко приводятся осно-
вы построения сетей, на которые приходится ссылаться при изложении основ-
ного материала. Здесь рассмотрены и сетевые протоколы — главным образом
TCP/IP — основа современных сетей. Вторая часть книги (главы 3-5) посвяще-
на пассивному сетевому хозяйству — медным и оптическим кабельным системам
и построению универсальных структурированных кабельных систем, основан-
ных на известных стандартах. Третья часть (главы 6-9) посвящена сетевым тех-
нологиям локальных сетей — Ethernet, Token Ring, FDDI, а также 100VG-
AnyLAN, ARCnet и Fibre Channel. Здесь описываются принципы технологий и
особенности использующей их аппаратуры. Четвертая часть книги (главы 10, И)
затрагивает глобальные сети с точки зрения их использования для связи сетей
локальных. Здесь рассматриваются протоколы и интерфейсы телекоммуника-
ций, модемы, включая xDSL и кабельные, а также распространенные технологии
глобальных сетей. В заключительной части (главы 12-14) речь идет о том, как
построить локальную сеть под конкретные требования, используя кабельную
систему и технологии, описанные в предыдущих разделах. Рассматриваются во-
просы построения управляемых сетей, а также централизованного администри-
рования рабочих мест клиентов с целью сокращения затрат на обслуживание
сети. На «закуску», по уже сложившейся традиции, вопросы «правильного пита-
Предисловие
11
ния» и электромагнитной совместимости, которые в сетях имеют немаловажное
значение, но зачастую игнорируются. В приложениях приводится краткое описа-
ние некоторых моделей сетевых устройств и тестового оборудования, а также ко-
роткая справка по переводу физических величин различных систем. Поиск нуж-
ной информации облегчит подробный предметный указатель, а расшифровать
многочисленные аббревиатуры поможет список сокращений.
В этой книге, как и в предыдущих, отразились личные опыты на сетевом по-
прище, которые начались еще в 1992 году при построении первых сетей в род-
ном Политехе (ныне СПбГТУ).
«Базовый лагерь» автора в настоящее время — ЦНИИ робототехники и тех-
нической’ кибернетики (www.rtc.neva.ru). Я благодарен руководству института за
всяческую поддержку моей писательской деятельности. Институт имеет боль-
шой потенциал и опыт работ по сетевой тематике, спектр которых достаточно
широк. Наши специалисты одни из первых в городе построили сеть с выходом в
Интернет — ныне это RUSNet (www.neva.ru). Пользуясь услугами этой сети, я
имею практически неограниченные возможности доступа к морю технической
информации (правда, «золотые рыбки» попадаются не так уж часто). В институ-
те Интернет используется и для нетрадиционных целей: так, Например, специа-
листам из NASA во время проведения конференции в Турине (Италия) была
предоставлена возможность телеуправления космическим манипулятором, уста-
новленным в здании ЦНИИ РТК (Санкт-Петербург). В институте разработан и
выпускается сетевой процессор — мощный брандмауэр, сертифицированный
Гостехкомиссией; разработаны оригинальные устройства для IP-телефонии. Ве-
дутся работы и по локальным сетям. Идея написания книги возникла при реали-
зации проекта построения сети среднего размера (240 рабочих мест) в ГУП «Во-
доканал» СПб. Здесь мне пришлось заниматься широким спектром вопросов —
от проектирования кабельной системы до установки и настройки системного ПО.
В качестве физической разминки (после написания энциклопедии «Аппаратные
средства IBM РС») занимался и монтажом кабельной сети, получив сертификат
инсталлятора от фирмы АМР. Небольшое трехэтажное здание после капиталь-
ного ремонта было оснащено сетевой инфраструктурой по самой современной
моде, включая, например, алюминиевые короба для кабелей и централизованное
бесперебойное питание (благо это было еще до «17 августа»). Кроме этого весь-
ма дорогого полигона для изысканий, доводилось проектировать и монтировать
сети и в более стесненных и «приземленных» условиях, так что спектр решений,
предлагаемых в книге, довольно широк.
В работе над книгой мне помогало общение с сотрудниками ряда фирм Санкт-
Петербурга, занимающихся сетевой тематикой. Многие технические вопросы
обсуждались со специалистами МБ «Инфо» (www.mbinfo.ru), «Комплит»
(www.complete.ru), РАМЭК (www.ramec.ru), «Элко Технолоджи» (www.elco.ru).
С их помощью я получил доступ ко многим интересным документам, не публи-
куемым в Сети для неограниченного использования. В подготовке многочислен-
ных иллюстраций ощутимо помогли сотрудники фирмы «Мэйдекс» (www.ma-
dex.ru), занимающейся поставками пассивного оборудования. Предоставленные
ими гигабайты графической информации оказались весьма полезными. На де-
монстрационных стендах фирмы мне удалось повертеть в руках практически все
типы соединительной аппаратуры, кабелей и инструментов.
12
Предисловие
Электронную поддержку книги можно найти на сайте ®®№.nen«.rw/mgoofe,
созданном руками моей жены, Как и для предыдущих к®и$ здесь публикуются
списки исправлений и дополнений. Здесь же лежат и мои статьи по аппаратным
средствам компьютеров и сетей, а также электронная версия «Сети NetWare 3.12-4,1.
Книга ответов». Ваши вопросы и< замечания по книге я с интересом приму по
электронной почте: ?ngoo^@sto.net'«.ra.	. .
От издательства
Ваши замечания, предложения, вопросы Отправляйте по адресу электронной
почты comp@piter-press.ru (издательство «ПиШр»» компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
Подробную информацию о наших Книгах вынайдете на Web-Сайте издатель-
ства http://www.piter-press.ru.
ЧАСТЬ I
Основы
построения
компьютерных
сетей
Основные понятия
Компьютерной сетью называют совокупность узлов (компьютеров, терминалов,
периферийных устройств), имеющих возможность Информационного взаимо-
действия друг с другом с помощью специального коммуникационного оборудо-
вания и программного обеспечения. Размеры сетей варьируются в широких пре-
делах — от пары соединенных между собой компьютеров, стоящих на соседних
столах, до миллионов компьютеров, разбросанных по всему миру (часть из них
может находиться и на космических объектах). По широте охвата принято деле-
ние сетей на несколько категорий. Локальные вычислительные сети, ЛВС или
LAN (Local-Area Network), позволяют объединять компьютеры, расположенные в
ограниченном пространстве. Для локальных сетей, как правило, прокладывается
специализированная кабельная система, и положение возможных точек, подклю-
чения абонентов ограничено этой кабельной системой. Иногда в локальных се-
тях используют и беспроводную связь (wireless), но и при этом возможности пе-
ремещения абонентов сильно ограничены. Локальные сети можно объединять в
более крупномасштабные образования — CAN (Campus-Area Network — кампус-
ная сеть, объединяющая локальные сели близко расположенных зданий), MAN
(Metropolitan-Area Network — сеть городского масштаба), WAN (Wide-Area Net-
work — широкомасштабная сеть), GAN (Global-Area Network — глобальная сеть).
Сетью сетей в наше время называют глобальную сеть — Интернет. Для более
крупных сетей также устанавливаются специальные проводные или беспровод-
ные линии связи или используется инфраструктура существующих публичных
средств связи. В последнем случае абоненты компьютерной сети могут подклю-
чаться к сети в относительно произвольных точках, охваченных сетью телефо-
нии, ISDN или кабельного телевидения.
15
Понятие интранет (intranet) обозначает внутреннюю сеть организации, где
важны два момента: 1) изоляция или защита внутренней сети от внешней (Ин-
тернет); 2) использование сетевого протокола IP и Web-технологий (прикладно-
го протокола HTTP). В аппаратном аспекте применение технологии интранет
означает, что все абоненты сети в основном обмениваются данными с одним или
несколькими серверами, на которых сосредоточены основные информационные
ресурсы предприятия.
В сетях применяются различные сетевые технологии, из которых в локальных
сетях наиболее распространены Ethernet, Token Ring, lOOVG-AnyLAN, ARCnet,
FDDI, рассмотренные в главах 6-9. В глобальных сетях применяются иные тех-
нологии, кратко рассмотренные в главах 10 и И. Каждой технологии соответст-
вуют свои типы оборудования.
Оборудование сетей подразделяется на активное — интерфейсные карты
компьютеров, повторители, концентраторы и т. п. и пассивное — кабели, соеди-
нительные разъемы, коммутационные панели и т. п. Кроме того, имеется вспомо-
гательное оборудование — устройства бесперебойного питания, кондициониро-
вания воздуха и аксессуары — монтажные стойки, шкафы, кабелепроводы
различного вида. С точки зрения физики, активное оборудование — это устрой-
ства, которым необходима подача энергии для генерации сигналов, пассивное
оборудование подачи энергии не требует.
Оборудование компьютерных сетей подразделяется на конечные системы
(устройства), являющиеся источниками и/или потребителями информации, и
промежуточные системы, обеспечивающие прохождение информации по сети.
К конечным системам, ES (End Systems), относятся компьютеры, терминалы, се-
тевые принтеры, факс-машины, кассовые аппараты, считыватели штрих-кодов,
средства голосовой и видеосвязи и любые другие периферийные устройства,
снабженные тем или иным сетевым интерфейсом. К промежуточным системам,
IS (Intermediate Systems), относятся концентраторы (повторители, мосты, ком-
мутаторы), маршрутизаторы, модемы1 и прочие телекоммуникационные устрой-
ства, а также соединяющая их кабельная и/или беспроводная инфраструктура.
Действием, «полезным» для Пользователей, является обмен информацией
между конечными устройствами. Поток информации, передаваемый по сети, на-
зывают сетевым трафиком. Трафик кроме полезной информации включает и
служебную ее часть — неизбежные накладные расходы на организацию взаимо-
действия узлов сети. Пропускная способность линий связи, называемая также
полосой пропускания (bandwidth), определяется как количество информации,
проходящей через линию за единицу времени. Измеряется в бит/с (bps — bit per
second), кбит/с (kbps), Мбит/с (Mbps), Гбит/с (Gbps), Тбит/с (Tbps)... Здесь,
как правило, приставки кило-, мега-, гига-, тера- имеют десятичное значение
(103, 106, 109, 1012), а не двоичное (210, 220, 230, 240). Для активного коммуникаци-
онного оборудования применимо понятие производительность, причем в двух
различных аспектах. Кроме «валового» количества неструктурированной ин-
формации, пропускаемого оборудованием за единицу времени (бит/с), интере-
суются и скоростью обработки пакетов (pps — packets per second), кадров (fps —
frames per second) или ячеек (cps — cells per second). Естественно, при этом ого-
варивается и размер структур (пакетов, кадров, ячеек), для которого измеряется
скорость обработки. В идеале производительность коммуникационного оборудо-
16
Глава 1. Основные понятия
вания должна быть столь высокой, чтобы обеспечивать обработку информации,
приходящей на все интерфейсы (цорты) на их полной скорости (wire speed).
Для организации обмена информацией должен быть разработан комплекс
программных и аппаратных средств, распределенных по разным устройствам
сети. Поначалу разработчики и поставщики, сетевых средств пытались идти каж-
дый по своему пути, решая весь комплекс задач с помощью собственного набора
протоколов, программ и аппаратуры. Однако решения различных поставщиков
оказывались несовместимыми друг с другом, что вызывало массу неудобств для
пользователей, которых по разным причинам не удовлетворял набор возможностей,
предоставляемых только одним из поставщиков. По мере развития техники и
расширения ассортимента предоставляемых сервисов назрела необходимость де-
композиции сетевой задачи — разбивки ее на несколько взаимосвязанных подза-
дач с определением правил взаимодействия между ними. Разбивка задачи и
стандартизация протоколов позволяет принимать участие в ее решении большому
количеству сторон — разработчиков программных и аппаратных средств, изгото-
вителей коммуникационного и вспомогательного (например, тестового) обору-
дования и инсталляторов, доносящих все эти плоды прогресса до конечных потре-
бителей. Применение открытых технологий и следование общепринятым стандар-
там позволяет избегать эффекта вавилонского столпотворения. Конечно, в какой-
то момент стандарт становится тормозом развития, но кто-то делает прорыв, и его
новая фирменная технология со.временем выливается в новый стандарт.
В этой главе будут определены основные понятия, необходимые для описа-
ния конкретных сетевых технологий и типов активного оборудования.
1.1.	Базовая модель взаимодействия
открытых систем OSI
Для описания способов коммуникации между сетевыми устройствами организа-
цией ISO была разработана модель взаимосвязи открытых систем ВОС — OSI
(Open System Interconnection). Она.основана на уровневых протоколах, что поз-
воляет обеспечить:
ж логическую декомпозицию сложной сети на обозримые части — уровни;
' к стандартные интерфейсы между сетевыми функциями;
а симметрию в отношении функций, реализуемых в каждом узле сети (ана-
логичность функций одного уровня в каждом узле сети);
• общий язык для взаимопонимания разработчиков различных частей сети.
Функции любого узла сети разбиваются на уровни, для конечных систем их
семь (рис. 1.1). Внутри каждого узла взаимодействие между уровнями идет по
вертикали. Взаимодействие между двумя узлами логически происходит по гори-
зонтали — между соответствующими уровнями. Реально же из-за отсутствия не-
посредственных горизонтальных связей производится спуск до нижнего уровня
в источнике, связь через физическую среду и подъем до соответствующего уровня
в приемнике информации. В промежуточных устройствах подъем идет до того
1.1. Базовая модель взаимодействия открытых систем OSI
17
уровня, который доступен, «интеллекту» устройства, — так, например, имеются
коммутаторы второго и третьего уровней, функции которых будут пояснены
далее. Каждый уровень обеспечивает свой набор-сервисных функций (серви-
сов), «прикладная ценность» которых возрастает с йовышением уровня. Уро-
вень, с которого посылается запрос, и симметричный ему уровень в отвечаю-
щей системе формируют свои блоки данных. Данные снабжаются служебной
информацией (заголовком) данного уровня и спускаются -на уровень ниже,
пользуясь сервисами соответствующего уровня. На этом уровне к полученной
информации также присоединяется служебная информация, и так происходит
спуск до самого нижйего уровня, сопровождаемый «обрастанием» заголовками.
Наконец, по нижнему уровню вся эта конструкция достигает получателя, где
по мере подъема вверх освобождается от служебной информации соответству-
ющего уровня. В итоге сообщение, посланное источником, в «чистом виде» до-
стигает соответствующего уровня системы-получателя, независимо от тех
«приключений», которые с ним происходили во время путешествия по сети.
Служебная информация управляет процессом передачи и служит для контроля
его успешности и достоверности. В случае возникновения проблем может быть
сделана попытка их уладить на том уровне, где они обнаружены. Если уровень
не может решить проблему, он сообщает о ней на вызвавший его вышестоящий
уровень.
Сервисы по передаче данных могут быть гарантированными (reliable — на-
дежными) и негарантированными (unreliable — ненадежнымй). Гарантирован-
ный сервис на вызов ответит сообщением об успешности (по уведомлению от
получателя) или неуспешности операции. Негарантированный сервис сообщит
только о выполнении операции (он освободился), а дошли ли данные до получа-
теля, при этом неизвестно. Контроль достоверности и обработка ошибок может
выполняться на разных уровнях и инициировать повтор передачи блока. Как
правило, чем ниже уровень, на котором' контролируются ошибки, тем быстрее
они обрабатываются.
7. Прикладной уровень
6. Представление данных
5. Сеансовый уровень
4. Транспортный уровень
3. Сетевой уровень
2. Канальный уровень
1. Физический уровень
Конечная
система
Промежуточные системы
Конечная
система
Физическая связь Логическая связь Внутренняя связь
Рис, 1.1. Семиуровневая модель ВОС
18
Глава 1. Основные понятия
Стандарты на различные технологии ипротоколы, как правило, охватывают
один или несколько смежных уровней. Комплекты протоколов нескольких
смежных уровней, пользующихся сервисами друг друга (сверху вниз), называют
протокольными стеками (protocol stack). Пример протокольного стека, лгироко
используемого в современных сетях, — TCP/IP, который будет рассмотрен ниже.
Уровни модели OSI рассмотрим сверху вниз.
7. Прикладной уровень (application layer) — высший уровень моделй, кото-
рый обеспечивает пользовательской прикладной программе доступ к Сетевым
ресурсам. Примеры задач уровня: передача файлов, электронная почта, управле-
ние сетью. Примеры протоколов прикладного уровня:
s FTAM (File Transfer, Access and Management) — удаленное манипулирова-
ние файлами.
ж FTP (File Transfer Protocol) — пересылка файлов.
й Х.400 — передача сообщений и сервис электронной почты.
ж CMIP (Common Management Information Protocol) — управление сетью в
стандарте ISO.
® SNMP (Simple Network Management Protocol) — управление сетью не в
стандарте ISO.
ж Telnet — эмуляция терминала и удаленная регистрация (remote login).
6. Уровень представления данных (presentation layer) обеспечивает преобра-
зование кодов (например, побайтная перекодировка из KOI8-P в Windows 1251),
форматов файлов, сжатие и распаковку, шифрование и дешифрование данных.
Пример протокола — SSL (Secure Socket Layer), обеспечивающий конфиденци-
альность передачи данных в стеке TCP/IP,
5. Сеансовый уровень (session layer) обеспечивает инициацию и завершение
сеанса — диалога между устройствами, синхронизацию и последовательность па-
кетов в сетевом диалоге, надежность соединения до конца сеанса (обработку
ошибок, повторные передачи). Примеры протоколов сеансового уровня:
« NetBIOS (Network Basic Input/Output Systerti) — именование узлов, нега-
рантированная доставка коротких сообщений без установления соедине-
ний, установление виртуальных соединений и гарантированная доставка
сообщений, общее управление. Протокол распространяется еще и на 6-й и
7-й уровни, различные реализации могут не быть совместимыми с ориги-
нальной разработкой IBM.
й NetBEUI (Network Basic Extended User Interface) — реализация и расши-
рение NetBIOS фирмой Microsoft.
4. Транспортный уровень (transport layer) отвечает за передачу данных от ис-
точника к получателю с уровнем качества (пропускная способность, задержка
прохождения, уровень достоверности), затребованным сеансовым уровнем. Если
блоки данных, передаваемые с сеансового уровня, больше допустимого размера
пакета для данной сети, они разбиваются на несколько нумерованных пакетов.
На этом уровне определяются пути передачи, которые для Соседних пакетов мо-
гут быть и разными. На приемной стороне пакеты* собираются и в должной по-
1,1. Базовая модель взаимодействия открытых систем OSI
19
следовательности передаются на сеансовый уровень (в большой маршрутизируе-
мой сети пакеты могут достигать приемника не в том порядке, в каком
передавались передавались, могут-дублироваться и теряться),
Транспортный уровень является пограничным и связующим между верхними
уровнями, сильно зависящими от приложений, и нижними (subnet layers —
уровни, стоящие ниже транспортного), привязанными к конкретной сети. Отно-
сительно этой границы и определяются IS — промежуточные системы, обеспечи-
вающие передачу пакетов между источником и получателем, используя нижние
уровни, и ES — конечные системы, работающие на верхних уровнях.
- Нижние уровни могут обеспечивать или не обеспечивать надежную передачу,
при которой получателю вручается безошибочный пакет или отправитель полу-
чает уведомление о невозможности передачи. *
Сервис нижних уровней может быть ориентирован на установление соедине-
ния (connection oriented). При этом в начале связи устанавливается соединение
между источником и приемником, и передача может идти без нумерации паке-
тов, поскольку каждый из них идет за предшественником по тому же пути. По
окончании передачи соединение разрывается. Связь без установления соедине-
ния (connectionless) требует нумерации пакетов, пЬскольку они могут теряться,
повторяться, приходить не по порядку.
Протоколы транспортного уровня зависят от сервиса нижних уровней:
• ТР0...ТР4 (Transport Protocol Class 0...4) — классы протоколов модели
OSI, ориентированные на различные виды сервиса нижних уровней.
Ж TCP (Transmission Control Protocol) — протокол передачи данных с уста-
новлением соединения.
9 UDP (User Datagramm Protocol) — протокол передачи данных без уста-
новления соединения.
ж SPX (Sequenced Packet Exchange) — протокол передачи данных Novell
NetWare с установлением соединения.
3. Сетевой уровень (network layer) форматирует данные транспортного уров-
ня и снабжает их информацией, необходимой для маршрутизации (нахождения
пути к получателю). Уровень отвечает за адресацию (трансляцию физических и
сетевых адресов, обеспечение межсетевого взаимодействия); поиск пути от ис-
точника к получателю или между двумя промежуточными устройствами; уста-
новление и обслуживание логической связи между узлами для установления
связи как ориентированной, так и не ориентированной на соединение. Формати-
рование данных осуществляется в соответствии с коммуникационной техноло-
гией (локальные сети, глобальные сети). Примеры протоколов сетевого уровня:
ж ARP (Address Resolution Protocol) — взаимное преобразование аппарат-
ных и сетевых адресов.
ж IP (Internet Protocol) — протокол доставки дейтаграмм, основа стека
TCP/IP.
Л IPX (Internetwork Packet Exchange) — базовый протокол NetWare, отвеча-
ющий за адресацию и маршрутизацию пакетов, обеспечивающий сервис
для SPX.
20
Глава!. Основные понятия
2. Канальный уровень (data link layer), называемый также уровнем звена
данных. Обеспечивает формирование фреймов (frames) — кадров, передаваемых
через физический уровень, контроль ошибок и управление потоком данных
(data flow control). Канальный уровень призван скрыть от вышестоящих подроб-
ности технической реализации сети (для локальных сетей, например, сетевой
уровень не «увидит» различий между Ethernet, Token Ring, ARCnet, FDDI).
IEEE в своей сетевой модели 802 ввел дополнительное деление канального
уровня на 2 подуровня (sublayers);
9 Подуровень LLC (Logical-Link Control — управление логической связью)
является стандартным (IEEE 802.2) интерфейсом с сетевым уровнем, не-
зависимым от сетевой технологии.
в Подуровень MAC (Media Access Control — управление доступом к среде)
осуществляет доступ к уровню физического кодирования и передачи сиг-
налов. Применительно к технологии Ethernet МАС-уровень передатчика
укладывает данные, пришедшие с LLC, в кадры, пригодные для передачи.
Далее, дожидаясь освобождения канала (среды передачи), он передает
к?др на физический уровень и следит за результатом работы физического
уровня. Если кадр передан успешно (коллизий нет), он сообщает об этом
• LLC-подуровню. Если обнаружена коллизия, он делает несколько повтор-
ных попыток передачи и, если передача так и не удалась, сообщает об этом
LLC-подуровню. На приемной стороне МАС-уровень принимает кадр,
проверяет его на отсутствие ошибок (если бы все сетевые адаптеры это де-
лали честно!) и, освободив его от служебной информации своего уровня,
передает на LLC.
1. Физический уровень (physical layer) — нижний уровень, обеспечивающий
физическое кодирование бит кадра в электрические (оптические) сигналы и пе-
редачу их по линиям связи. Определяет тип кабелей и разъемов, назначение кон-
‘ тактов и формат физических сигналов.
Примеры спецификаций физического уровня:
в EIA/TIA-232-D — ревизия и расширение RS-232C (V.24+V.28), 25-штырь-
ковый разъем и протокол последовательной синхронной/асинхронйой
связи.
S IEEE 802.5, определяющий физическое подключение для Tokeng Ring.
 IEEE 802.3, определяющий разновидности Ethernet (10 Мбит/с). Здесь
физический уровень делится еще на 4 подуровня:
□	PLS (Physical Layer Signaling) — сигналы для трансиверного кабеля;
□	AUI (Attachment Unit Interface) — спецификации трансиверного кабе-
ля (интерфейс AUI);
□	РМА (Physical Medium Attachment) — функции трансивера;
□	MDI (Medium Dependent Interface) — спецификации подключения
трансивера к конкретному типу кабеля (10Base5, 10Base2).
Сетевая технология (применительно к локальным сетям это все разновидно-
сти Ethernet, Token Ring, ARCnet, FDDI) охватывает канальный и физический
1.2. Стандарты IEEE 802.x
21
уровень модели. Промежуточные системы (устройства) описываются протоко-
лами нескольких уровней, начиная от 1-го и доходя до 3-го, а иногда и 4-го уров-
ней.
В реальных сетях используются различные протокольные стеки, и далеко не
всегда возможно практическое разделение систем на уровни модели 081 с воз-
можностью обращения приложений к каждому из них. Ради повышения произ-
водительности количество уровней уменьшается до 3-4 с объединением функ-
ций смежных уровней (при этом уменьшается Доля накладных расходов на
межуровневые интерфейсы). Однако соотнесение функциональных модулей с
уровнями модели помогает осмыслению возможностей взаимодействия разно-
родных систем. При всем разнообразии подходов к реализации верхних уровней
стеков стандартизация на физическом, канальном и сетевом уровнях соблюдает-
ся довольно строго. Здесь играет роль необходимость обеспечения совмести-
мости сетевых устройств от разных производителей, без которых их положение
на рынке неустойчиво.
1.2. Стандарты IEEE 802.x
Группа стандартов и отчетов рабочих групп IEEE 802.1-802.12 в основном отно-
сится к нижним уровням сетевой модели. Часть этих стандартов легла в основу
аналогичных спецификаций ISO 8802.1-8802.11. Структуру этих стандартов ил-
люстрирует рис. 1.2.
Уровень _____________,	____>___________________________
802.1	802.2					802.7	802.8	802.9	802.10	802.11
	802.3	802.4	802.5	802.6	802.12					
	Ethernet	Token Bus	Token Ring	MAN	100VG					
Рис. 1.2. Структура стандартов 802.x
Группа стандартов 802.1 относится к управлению сетевыми устройствами на
аппаратном уровне, а также к обеспечению межсетевого взаимодействия (inter-
networking). Сюда относятся:
9 802.1d — логика работы моста/коммутатора; алгоритм Spanning Tree, ис-
ключающий петли при избыточных связях коммутаторов Ethernet.
ж 802. lh — транслирующий мост (между различными технологиями, напри-
мер Ethernet-Token Ring).
» 802.Ip — дополнения к логике МАС-мостов локальных сетей и MAN, обеспе-
чивающие приоритизацию трафика и динамическую фильтрацию группового
вещания. Опирается на дополнительные поля кадров, введенные в 802.Q.
ж 802.1Q — построение виртуальных локальных сетей, ВЛ С (VLAN), с по-
мощью мостов. Здесь определяется расширение формата кадров Ethernet
(tagged frames), используемое для отметки о принадлежности кадра к ВЛС
и иных целей (приоритизации трафика).
22
Глава 1. Основные понятия
Стандарт 802.2 описывает работу подуровня LLC, под которым объединяют-
ся технологии локальных сетей (см. рис. lf2), включая технологию FDDI, стан-
дартизованную ANSI. Подуровень LLC обеспечивает сервис трех типов:
9.	LLC1 — без установления соединения и подтверждения.
®	LLC2 — с установлением соединения и подтверждением.
Я LLC3 — без установления соединения, с подтверждением.
Конечные системы могут поддерживать несколько типов сервиса. Устройства
класса I поддерживают только LLC1, класса II — LLC1 и LLC2, класса III —
LLC1 и LLC3, класса IV — все три типа.
Кадры подуровня LLC имеют унифицированный формат и содержат следую-
щие поля:
я DSAP (Destination Service Access Point — точка доступа сервиса назначе-
ния), 1 байт.
Ж SSAP (Source Service Access Point — точка доступа сервиса источника),
1 байт.	-	у	.
К Control (управление) задает тип кадра LLC-уровня.	'
9	Data (данные) — поле для размещения данных протоколов верхнего уров-
ня (в некоторых кадрах может отсутствовать).
Поля DSAP и SSAP идентифицируют протокол верхнего уровня, использую-
щий сервис LLC, по ним принимающая сторона определяет, куда направить при-
нятый кадр. Вместе с полем Control они образуют заголовок кадра LLC.
Стандарт 802.3 описывает физический уровень и МАС-подуровень техноло-
гии с методом доступа CSMA/CD; Ethernet, Fast Ethernet (802.3u), Gigabit Et-
hernet (802.3z и 802.3ab), управление потоком для полного дуплекса (802.3х).
Подробно они описаны в главе 6.
Стандарт 802.4 описывает физический уровень и МАС-подуровень техноло-
гии с шинной топологией и передачей Маркера доступа (token passing). К этому
классу относится протокол MAP (Manufacturing Automation Protocol) для связи
устройств промышленной автоматики и технология Token Bus. Сети ARCnet,
использующие тот же метод доступа, стандарту 802,4 не подчиняются.
Стандарт 8025 описывает физический уровень и МАС-подуровень техноло-
гии с кольцевой топологией и передачей маркера доступа. Ему соответствует
технология Token Ring фирмы IBM (см. главу 7). ,
Стандарт 802.6 относится к сетям городского масштаба MAN (Metropolitan-
Area Network), узлы которых разбросаны на расстояния более 5 км.
802.7	является отчетом технического совещания по широкополосной (broad-
band) передаче.	ч	/
802.8	относится к оптоволоконной технике, используемой в сетях, определен-
ных 802.3-802.6.
802.9	относится к интегрированной передаче голоса и данных. Спецификации
совместимы с ISDN.
802.10	относится к безопасности (конфиденциальности) сетей: шифрование
данных, сетевое управление для архитектур, совместимых с моделью OSI. Ино-
1.3. Классификация топологических элементов сетей
23
гда идеи этой спецификации используют для построения виртуальных локаль-
ных сетей (для передачи информации о принадлежности к конкретной ВЛС).
802.11	относится к беспроводным (wireless) технологиям передачи данных '
(см. 12.6).
Стандарт 802.12 определяет технологию передачи с методом доступа De-
mand Priority (приоритет запросов). По этому методу и ё соответствии с данным
стандартом работает технология lOOVG-AnyLAN (см. 9.1).
1.3.	Классификация топологических
элементов сетей
Локальные сети состоят из конечных устройств и промежуточных устройств, со-
единенных кабельной системой. Определим некоторые основные понятия.
ж Узлы сети (nodes) — конечные устройства и промежуточные устройства,
наделенные сетевыми адресами. К узлам сети относятся компьютеры с се-
тевым интерфейсом, выступающие в роли рабочих станций, серверов или
в обеих ролях; сетевые периферийные устройства (принтеры, плоттеры,
сканеры); сетевые телекоммуникационные устройства (модемные пулы,
модемы коллективного использования); маршрутизаторы.
9 Кабельный сегмент — отрезок кабеля или цепочка отрезков кабелей,
электрически (оптически) соединенных друг с другом, обеспечивающие
соединение двух или более узлов сети. Иногда применительно к коакси-
альному кабелю так называют и отрезок кабеля, оконцованный разъема-
ми, но мы будем пользоваться более широким вышеприведенным толко-
ванием.
Ж Сегмент сети (или просто сегмент) — совокупность узлов сети, исполь-
зующих общую (разделяемую) среду передачи.! Применительно к техно-
логии Ethernet это совокупность узлов, подключенных к одному коакси-
альному кабельному сегменту, одному хабу (повторителю), а также к не-
скольким кабельным сегментам и/или хабам, связанным между собой по-
вторителями. Применительно к Token Ring это одно кольцо.
Ж  Сеть (логическая) — совокупность узлов сети, имеющих единую систему
адресации третьего уровня модели OSI. Примерами могут быть IPX-сеть,
IP-сеть. Каждая сеть имеет свой собственный адрес, этими адресами опе-
рируют маршрутизаторы для передачи пакетов между сетями. Сеть может
быть разбита на подсети (subnet), но это чисто организационное разделе-
ние с адресацией на том же третьем уровне. Сеть может состоять из мно-
жества сегментов, причем один и тот же сегмент может входить в несколь-
ко разных сетей.
ж Облако (cloud) — коммуникационная инфраструктура с однородными
внешними интерфейсами, подробностями организации которой не интере-
суются. Примером’облака может быть городская-междугородная-между-
народная телефонная сеть: в любом ее месте можно подключить телефон-
ный аппарат и связаться с любым абонентом.
24
Глава 1. Основные понятия
По способу использования кабельных сегментов различают.
Я Двухточечные соединения (point-to-p6int connection) — между двумя (и
только двумя!) узлами. Для таких соединений в основном используются
симметричные электрические (витая пара) и. оптические кабели.
ж Многоточечные соединения (multi point connection) — к одному кабельно-
му сегменту подключается более двух узлов. Типичная среда передачи —
несимметричный электрический кабель (коаксиальный кабель), возможно
применение и других кабелей, в том числе и оптических. Соединение
устройств отрезками кабеля друг за другом называется цепочечным (daisy
chaining). Возможно подключение множества устройств и к одному отрез-
ку кабеля — методом прокола (tap).
Связь между конечными узлами, подключенными к различным кабельным и
логическим сегментам, обеспечивается промежуточными системами — активны-
ми коммуникационными устройствами. Эти устройства имеют не менее двух
портов (интерфейсов). По уровням модели OSI, которыми они пользуются, эти
устройства классифицируются следующим образом:	\
Я Повторитель (repeater) — устройство физического уровня, позволяющее
преодолевать топологические ограничения кабельных сегментов. Инфор-
мация из одного кабельного сегмента в другой передается побитно, анализ
информации не производится.
в Мост (bridge) — средство объединения сегментов сетей, обеспечивающее
передачу кадров из одного сегмента в другой (другие). Кадр, прищедший
из одного сегмента, может быть передан (forwarding) в\ другой или от-
фильтрован (filtering). Решение о продвижении (передаче в другой сег-
мент) или фильтрации (игнорировании) кадра принимается на основании
информации 2-го уровня:
□	Мост МАС-подцровня (MAC Bridge) позволяет объединять сегменты
сети в пределах одной технологии,
□	Мост LLC-подуровня (LLC Bridge), он же транслирующий мост (trans-
lating bridge), позволяет объединять сегменты сетей и с разными техно-
логиями (например, Ethernet—Fast Ethernet, Ethernet—Token Ring, Et-
hernet—FDDI).
Для узлов сети мост может быть «прозрачным» (transparent bridge), присут-
ствие такого моста никак не отражается на действиях узлов. Мост сам определя-
ет, требуется ли передача кадра из одного сегмента в другой и в какой именно.
Прозрачные мосты характерны для технологии Ethernet. В противоположность
прозрачным существуют и мосты с маршрутизацией от источника (SRB —
Source Routing Bridge), Для использования этих мостов источник кадра дол-
жен указать трассу его передачи. Мосты SRB характерны для Token Ring.
Возможна и комбинация этих способов маршрутизации кадров (см. 7.5). В пере-
сылаемом кадре мост может модифицировать информацию только второго уров-
ня, третьим уровнем он не интересуется. На основании информации второго
уровня мост может выполнять фильтрацию по правилам, заданным админист-
ративным способом.
1.4. Топология, методы доступа к среде
25
Мост может быть локальным, удаленным или распределенным. Локальный
мост — устройство с двумя или более интерфейсами, к которым подключаются
соединяемые сегменты локальных сетей. Удаленные мосты соединяют сегменты
сетей, значительно удаленные друг от друга, через линию связи. Для связи уда-
ленных сегметов мосты устанавливают парами, по устройству на каждом конце
лйнии. Распределенный мост представляет собой совокупность интерфейсов не-
которого коммуникационного облака, к которым подключаются сегменты соеди-
няемых сетей.
Ж Коммутатор (switch) второго уровня (МАС и LLC) выполняет функции,
аналогичные функциям мостов, но используется для сегментации — раз-
биения сетей на мелкие сегменты с целью повышения пропускной способ-
ности. Интеллектуальные коммутаторы используются для построения
ВЛС (VLAN — Virtual LAN, виртуальные локальные сети). В случае мик-
росегментации (к каждому порту подключается микросегмент, содержа-
ний всего один узел) коммутатор должен передавать в другой порт (пор-
ты) каждый кадр, принятый каждым портом, что предъявляет высокие
требования к его производительности.
ж Маршрутизатор (router) работает на 3-м уровне и используется для пере-
дачи пакетов между сетями. Маршрутизаторы ориентируются на конкрет-
ный протокольный стек (TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk); мультипротоколь-
ные маршрутизаторы могут обслуживать несколько протоколов. Согласно
правилам используемого протокола, маршрутизатор в пересылаемых паке-
тах модифицирует некоторые поля заголовка 3-го уровня. Маршрутизатор
выполняет фильтрацию на основе информации 3-го уровня (и выше).
В отличие от повторителей и мостов/коммутаторов, присутствие маршру-
тизатора известно узлам сетей, подключенных к его интерфейсам. Каждый
порт маршрутизатора имеет свой сетевой адрес, на этот адрес узлы посы-
лают пакеты, предназначенные узлам других сетей.
» Коммутатор третьего уровня (L3 switch) решает задачи, близкие задачам
маршрутизаторов, и ряд других (построение виртуальных локальных се-
тей) с более высокой производительностью. В настоящее время коммута-
торы стали «забираться» и на 4-й уровень.
1,4.	Топология, методы доступа
к среде
Каждая сетевая технология имеет характерную для нее топологию соединения
узлов сети и метод доступа к среде передачи (media access method). Эти катего-
рии связаны с двумя нижними уровнями модели OSI.
Различают физическую топологию, определяющую правила физических сое-
динений узлов (прокладку реальных кабелей), и логическую топологию, опреде-
ляющую направления потоков данных между узлами сети. Логическая и физиче-
ская топологии относительно независимы друг от друга.
Физические топологии — шина (bus), звезда (star), кольцо (ring), дерево (tree),
сетка (mesh) — иллюстрирует рис. 1.3.
26
Глава 1. Основные понятия
Рис. 1.3. Виды физической топологии: а — шина, б — звезда, в — кольцо,
г — дерево, д — сетка
В логической шине информация (кадр), передаваемая одним узлом, одновре-
менно доступна для всех узлов, подключенных к одному сегменту. Передачу счи-
танных данных на вышестоящий уровень (LLC-подуровень) производит только
тот узел (узлы), которому адресуется данный кадр.
Логическая шина реализуется на физической топологии шины, звезды, дере-
ва, сетки. Метод достуйа к среде передачи, разделяемой между всеми узлами сег-
мента, — вероятностный, основанный на прослушивании сигнала в шине
(Ethernet), или детерминированный, основанный на определенной дисциплине
передачи права доступа (ARCnet).
В логическом кольце информация передается последовательно от узла к узлу.
Каждый узел Принимает кадры только от предыдущего и посылает только после-
дующему узлу по кольцу. Узел транслирует дальше по сети все кадры, а обраба-
тывает только адресуемые ему. Реализуется на физической топологии кольца
или звезды с внутренним кольцом в концентраторе. Метод доступа — детерми-
нированный. На логическом кольце строятся сети Token Ring и FDDI.
, Современный подход к построению высокопроизводительных сетей перено-
сит большую часть функций МАС-уровня (управление доступом к среде) на
центральные сетевые устройства — коммутаторы. При этом можно говорить о
логической звезде, хотя это название широко не используется.
Методы доступа к среде передачи делятся на вероятностные и детерминиро-
ванные.
При вероятностном (probabilistic) методе доступа узел, желающий послать
кадр в сеть, прослушивает линию. Если линия занята или обнаружена коллизия
1.4. Топология, методы доступа к среде
27
(столкновение сигналов от двух передатчиков), попытка передачи откладывает-
ся на некоторое время. Основные разновиджости: '	„ '	
ж CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) — множе-
ственный доступ с прослушиванием несущей и избежанием коллизий.
Узел, готовый послать кадр, прослушивает линию. При отсутствии несущей
он посылает короткий сигнал запроса на передачу (RTS) и определенное
время ожидает ответа (CTS) от адресата назначения. При отсутствии от-
вета (подразумевается возможность коллизии) попытка передачи откла-
дывается, при получении ответа в линию посылаетсЯ'кадр. При запросе
на широковещательную передачу (RTS содержит адрес 255) CTS не ожи-
дается. Метод не позволяет полностью избежать коллизий, но они обра-
батываются на вышестоящих уровнях протокола. Метод применяется в
сети Apple LocalTalk, характерен простотой и низкой стоимостью цепей
доступа.
И CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) — множествен-
ный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий. Узел,
готовый послать кадр, прослушивает линию. При отсутствии несущей он
начинает передачу кадра, одновременно контролируя состояние линии.
При обнаружении коллизии передача прекращается и повторная попытка
откладывается на случайное время. Коллизии — нормальное, хотя и не
очень частое явление для CSMA/CD. Их частота связана с количеством и
активностью подключенный узлов. Нормально коллизии могут начинаться
в определенном временном окне кадра, запоздалые коллизии сигнализи-
руют об аппаратных неполадках в кабеле или узлах. Метод эффективнее,
чем CSMA/CA, но требует более сложных и дорогих схем цепей доступа.
Применяется во многих сетевых архитектурах: Ethernet, EtherTalk (реали-
зация Ethernet фирмы Apple), G-Net, IBM PC Network, AT&T Star LAN.
Общий недостаток вероятностных методов доступа — неопределенное время
прохождения кадра, резко возрастающее при увеличении нагрузки на сеть, что
ограничивает его применение в системах реального времени.
При детерминированном (deterministic) методе узлы получают доступ к среде
в предопределенном порядке. Последовательность определяется контроллером
сети, который может быть централизованным (его-функции может выполнять,
например, сервер) или/и распределенном (функции выполняются оборудовани-
ем всех узлов). Основные типы: доступ с передачей маркера (token passing), при-
меняемый в сетях ARCnet, Token Ring, FDDI; поллинг (polling) — опрос готов-
ности, применяемый в больших машинах (mainframes) и технологии 100VG-
AnyLAN. Основное преимущество метода — ограниченное время прохождения
кадра, мало зависящее от нагрузки.
Сети с большой нагрузкой требуют более эффективных методов доступа.
Один из способов повышения эффективности — перенос управления доступом
от узлов в кабельные центры. При этом узел посылает кадр в коммуникационное
устройство. Задача этого устройства — обеспечить прохождение кадра к адресату
с оптимизацией общей производительности сети и обеспечением уровня качест-
ва обслуживания, требуемого конкретным приложением.
28
Глава 1. Основные понятия
1.5.	Кодирование данных
ч
Кодирование на двух нижних уровнях определяет способ представления данных
сигналами, распространяющимися по среде передачи. В общем случае кодирова-
ние можнофассматривать как двухступенчатое. Естественно, что на принимаю-
щей стороне осуществляется симметричное декодирование.
Логическое кодирование данных (data encoding) преобразует поток бит сфор-
мированного кадра МАС-уровня в последовательность символов, подлежащих
физическому кодированию для передачи по линии связи. В простейшем случае это
кодирование отсутствует (его можно считать и прозрачным), тогда каждый бит
входного потока отображается соответствующим битом выходного. Для логиче-
ского кодирования используются разные схемы, из которых отметим следующие:
9 4В/5В — каждые 4 бита входного потока кодируются 5-битным символом
(табл. 1.1). При этом получается двукратная избыточность, поскольку 24 = 16
входных комбинаций представляются символами из набора в 25 = 32.
Накладные расходы по количеству битовых интервалов составляют
(5~4)/4 = 1/4 (25%). Избыточность выходного кода позволяет опреде-
лить ряд служебных символов, используемых для поддержания синхрони-
зации, выделения служебных полей кадров и иных целей на физическом
уровне. Применяется в FDDI, 100BaseFX/TX.
в 8В/10В — похожая схема (8 бит кодируются 10-битным символом), но
уже с 4-кратной избыточностью (256 входных в 1024 выходных) при том
же уровне накладных расходов (25 %). Каждое из 256 возможных значе-
ний байта может быть представлено двумя вариантами выходных симво-
лов (позитивным и негативным), у которых не менее четырех нулей, не
менее четырех единиц и не более четырех нулей или единиц подряд. Из
пары вариантов выбирается тот, у которого первый бит отличается от по-
следнего бита предыдущего переданного символа. Позволяет кроме дан-
ных по линии передавать и служебные символы (в них присутствуют по-
следовательности из пяти нулей или единиц). Обеспечивает стабильное
соотношение «нулей» и «единиц» в выходном потоке, не зависящее от
входных данных. Это свойство актуально для лазерных оптических пере-
датчиков — от данногр соотношения зависит их нагрев, и при колебании
степени нагрева увеличивается количество ошибок приема (обеспечивает
вероятность ошибок 1 на 1012 бит). Применяется в 1000BaseSX/LX/CX.
Ж 5В/6В — 5 бит входного потока кодируются 6-битными символами. При-
меняется в lOOVG-AnyLAN.
в 8В/6Т — 8 бит входного потока кодируются шестью троичными (T=temary)
цифрами (-, 0, +). Например, 00h: +-00+-; Olh: 0+-+-0;... OEh: -+0-0+; ...
FEh: --1-0+00; FFh: +0-+00. Код имеет избыточность 36/28 = 729/256 = 2,85,
но скорость передачи символов в линию (правда, троичных) оказывается
ниже битовой скорости их поступления на кодирование. Применяется в
100BaseT4.
9 Вставка бит (bit stuffing) — бит-ориентированная схема исключения недо-
пустимых последовательностей бит. Ее действие поясним на использова-
1.5. Кодирование данных
29
нии в протоколе НВЬС. Здесь входной поток рассматривается как непре-
рывная цепочка бит, для которой последовательность из более чем пяти
смежных «1» рассматривается как служебный сигнал (например, 01111110
является флагом-разделителем кадра). Если в передаваемом потоке (заго-
ловок кадра, пользовательские данные) встречается непрерывная цепочка
«1», то после каждой пятой в выходной поток передатчик вставляет «0».
Приемник анализирует Приходящую последовательность, и если после це-
почки «011111» он принимает «0», то он его отбрасывает и цепочку
«011111» присоединяет к выходному потоку данных. Если принят бит «1»,
то цепочка «6111111» уже рассматривается как элемент служебного сим-
вола. Последовательности, в которых число смежных единиц не превы-
шает четырех, присоединяются к выходному потоку безусловно. Эта техника
позволяет решать две задачи — исключать длинные монотонные после-
довательности, неудобные для самосинхронизации физического коди-
рования на уровне битовых интервалов, и обеспечивает распознавание
границ кадра и особых состояний в непрерывном битовом потоке.
Таблица 1.1. Кодирование 4В/5В
Входной символ	Выходной символ	Входной символ	Выходной символ	Служебный СИМВОЛ	Выходной символ
0000 (0)	11110	1000 (8)	10010	Idle	11111
0001 (1)	01001	1001 (9)	10011	J	11000
0010 (2)	10100	1010 (А)	10110	К	10001
ООН (3)	10101 .	1011 (В)	10111	Т	01101
0100 (4)	01010	1100 (С)	11010	R	00111
0101 (5)	01011	1101 (D)	пои	S	11001
ОНО (6)	01110	1110 (Е)	11100	Quiet	00000
0111 (7)	01111	lill (F)	11101	Halt	00100
Избыточность логического кодирования позволяет облегчить решение задач
физического кодирования — исключить «неудобные» битовые последовательно-
сти (например, длинные цепочки нулей'или единиц), увеличить кодовое рассто-
яние (облегчается декодирование с приемлемым уровнем ошибок), улучшить
спектральные характеристики физического сигнала и передавать специальные
служебные сигналы.
Физическое, или сигнальное, кодирование (signal encoding) определяет прави-
ла Представления дискретных символов (продуктов логического кодирования) в
физические (электрические или оптические) сигналы линии. Физические сигна-
лы могут иметь аналоговую (непрерывную) форму — в принципе бесконечное
число значений, из которых выбирают допустимое распознаваемое множество.
На уровне физических сигналов вместо битовой скорости (бит/с) оперируют по-
нятием скорости изменения сигнала в линии, измеряемой в бодах (baud). Под
этой скоростью подразумевается число изменений различимых состояний линии
за единицу времени. В простейших случаях двухуровневого кодирования эти
скорости совпадают, но для повышения эффективности использования полосы
пропускания линии стремятся к более выгодным соотношениям.
30
Глава 1. Основные понятия
На физическом уровне должна осуществляться синхронизация приемника и
передатчика. Внешняя синхронизация — передача тактового сигнала, отмечающе-
го битовые (символьные) интервалы, практически не применяется из-за дорого-
визны реализации дополнительного канала. Ряд схем физического кодирования
являются самосинхрот визирующимися — они позволяют выделять синхросигнал
из принимаемой последовательности состояний линии. Ряд схем позволяет вы-
делять синхросигнал не для всех кодируемых символов, для таких схем логиче-
ское кодирование за счет избыточности должно исключать нежелательные ком-
бинации.
Скремблирование (scrambling) на физическом уровне позволяет подавить
слишком сильные спектральные составляющие сигнала, «размазывая» их по не-
которой полосе спектра. Слишком сильные составляющие вызывают нежела-
тельные помехи на соседние линии передачи и излучение в окружающую среду.
Применительно к физическому кодированию используются следующие тер-
мины, часть из которых Применимы только для электрической передачи:
Потенциальное кодирование (potential coding) — информативным являет-
ся уровень сигнала в определенные моменты времени.
Ж Транзитивное кодирование (transition coding) — информативным являет-
ся переход из одного состояния в другое.
в Униполярное (unipolar) — сигнал одной полярности используется для
представления одного значения, нулевой сигнал — для другого.
» Полярное (polar) — сигнал одной полярности используется для представ-
ления одного значения, сигнал другой полярности — для другого. При оп-
товолоконной передаче вместо разной полярности используются два хоро-
шо различимых значения амплитуды импульса, . '
« Биполярное (bipolar), или двуполярное — использует положительное, от-
рицательное и нулевое значения для представления трех состояний,
® Двухфазное (biphase) — в каждом битовом интервале обязательно присут-
ствует переход из одного состояния в другое, что используется для-выде-
ления синхросигнала.
Рассмотрим популярные схемы кодирования, применяемые в локальных се-
тях и дальних коммуникациях:
. Ж AMI (Alternate Mark Inversion), она же АВР (Alternate bipolar) — бипо-
лярная схема, использующая значения +V, 0V и -V. Все нулевые биты
представляются значением 0V, единичные — чередующимися значениями
+V и -V (рис. 1.4). Применяется в DSx (DS1-DS4), ISDN. Не является
полностью самосйнхронизирующейся — длинная последовательность ну-
лей приведет к потере синхронизации.
Рис. 1.4. Кодирование AMI
1.5. Кодирование данных
31
MAMI (Modified Alternate Mark Inversion), она же ASI (Alternate Space In-
version) — модифицированная'схема AMI: импульсами чередующейся по-
лярности кодируется «О», а «1» — нулевым потенциалом. Применяется в
ISDN (S/T-интерфейсы).
B8ZS (Bipolar with 8 Zero Substitution) — схема, аналогичная AMI, но для
синхронизации исключающая последовательности 8 и более нулей (за
счет вставки бит).
HDB3 (High Density Bipolar 3) — схема, аналогичная AMI, но не допуска-
ющая передачи последовательности более трех нулей. Вместо цепочки из
четырех нулей вставляется один из четырех биполярных кодов (bipolar
violation), в зависимости от предыстории — полярности последнего им-
пульса и предыдущей замены (табл. 1.2).
Таблица 1.2. Заменяющие коды HDB3
Полярность последнего импульса	Предыдущая замена	
	000+ или +00+	000- или -00-
+	-00-	000+
	000-	+00+
Манчестерское кодирование (manchester encoding) — двухфазное поляр-
ное (возможно, и униполярное) самосинхронизирующееся. Текущий бит
определяется по направлению смены состояния в середине битового ин-
тервала; от -V к +V — «1», от +V к ~V — «О» (рис. 1,5). Переход в начале
интервала может быть, а может и не быть. Применяется в Ethernet (в пер-
вых версиях — униполярное).
Дифференциальное манчестерское кодирование (differential manchester
encoding) — двухфазное полярное (униполярное) самосинхронизирующее.
Текущий бит определяется по наличию перехода в начале битового интер-
вала (рис. 1.6, а), например, «О» — есть переход (вертикальный фрагмент),
«1» — нет перехода (горизонтальный фрагмент). Возможно и противопо-
ложное определение «О» и «1». В середине битового интервала переход
есть всегда; он используется для синхронизации. В Token Ring применяет-
ся модификация этого метода, в которой кроме бит «О» и «1» определены
также два отличимых от них бита «J» и «К» (рис. 1.6; б). Здесь нет перехо-
дов в середине интервала, бит «К» имеет переход в начале интервала, а
«J» — нет.	,,	'
MLT-3 — трехуровневое кодирование со скремблированием, не самосинхро-
низирующееся. Используются уровни (aV,X) h -V), постоянные в течение
32
Глава 1, Основные понятия
каждого битового интервала. При передаче «О» значение не меняется, при
• передаче «1» значения меняются на соседние по цепочке +V, О, -V, О, +V и
т. д. (рис. 1.7). Является усложненным вариантом NRZI, благодаря чередо-
ванию трех уровней сужается требуемая полоса частот. Применяется в
FDDI и lOOBaseTX.
Рис. 1.62 Дифференциальное манчестерское кодирование: а — кодирование бит данных, б —
кодирование служебных бит
11110	110
Рис. 1.7. Кодирование MLT-3
« NRZ (Non-Retum to Zero — без возврата к нулю) — биполярная нетранзи-
тивная схема (состояния меняются на границе), имеющая два 'варианта. В
недифференциальном NRZ (используется в RS-232) состояние непосред-
ственно отражает значение бита (рис. 1.8, а). В дифференциальном NRZ
состояние меняется в начале битового интервала для «1» и не меняется
для «О» (рис. 1.8, б), привязки «1>> и «0» к определенному состоянию нет.
9 NRZI (Non-Retum to Zero Inverted) — модифицированный вариант NRZ
(рис. 1.8, в). Здесь Состояние меняется на противоположное в начале бито-
вого интервала при передаче «О» и не меняется при передаче «1» (возмож-
на И обратная схема представления «0» и «1»), Применяется в FDDI,
lOOBaseFX.
Ж RZ (Return to Zero — с возвратом к нулю) — биполярная транзитивная само-
синхронйзирующаяся схема. Состояние в определенный момент битового
интервала всегда возвращается к нулю. Так же, как и NRZ, имеет недиф-
ференциальный вариант (рис. 1.9, а) и дифференциальный (рис. 1.9, б).
В дифференциальном привязки «1» и «О» к определенному состоянию нет.
1.5. Кодированиеданных
33
Рис. 1.9. Кодирование RZ: а — обычное, б — дифференциальное
FM 0 (Frequency Modulation 0 — частотная модуляция) — самосинхрони-
зирующийся полярный код. Состояние (+V или -V) меняется на противо-
положное на границе каждого битового интервала. При передаче «1» в те-
чение битового интервала состояние не меняется. При передаче «О» в
середине битового интервала состояние меняется на противоположное
РАМ 5 (Pulse Amplitude Modulation) — пятиуровневое биполярное коди-
рование, при котором пара бит, в зависимости от предыстории, представ-
ляется одним из 5 уровней потенциала. Требует неширокой полосы частот
(вдвое ниже битовой скорости). Применяется в lOOOBaseT. /
2B1Q — пара бит представляется одним четверичным символом (Quater-
nary symbol), каждому из которых соответствует один из 4 уровней сигна-
ла. В табл. 1.3 приведено представление символов в сети ISDN.
Таблица 1.?. Кодирование 2B1Q (ISDN)
Биты	Четверичный символ	Уровень, В
00	-3	-2,5
01	-1	-0,883
10	+3	+2,5
41	+1	+0,883
4ВЗТ — блок из 4 бит (16 состояний) кодируется тремя троичными симво-
лами (27 символов). Из множества возможных способов преобразованйй
рассмотрим MMS43 (Modified Monitoring State 43), применяемый в ин-
терфейсе BRI сетей ISDN (табл. 1.4). Здесь применяются специальные
меры для исключения постоянной составляющей напряжения в линии, в
результате чего кодирование ряда комбинаций (нижняя часть таблицы)
зависит от предыстории — состояния, в котором находится кодер. Так,
например, из состояния S1 последовательность бит 1100 1101 будет
34
Глава 1. Основные понятия
представлена последовательностью сигналов + + + - 0 новое. Состоя-
ние — S2 (цепочка переходов SI—S4—S2).
у	Таблица 1.4. Кодирование 4ВЗТ (ISDN)
Двоичный код	Троичная последовательность		Троичная последовательность		Троичная последовательность		Троичная последовательность	
	S1	Переход	S2	Переход	S3	Переход	S4	Переход
0001	0 - +	S1	0 - +	S2	0 - +	S3	0 - +	S4
ОШ	- 0 +	S1	- 0 +	S2	- 0 +	S3	-От	S4
0100	- + 0	S1	- + 0	S2	- + 0	S3	- + 0	S4
0010	+ - 0	S1	+ - 0	S2	+ - 0	S3	+ - 0	S4 1
1011	+ 0 -	S1	+ 0 -	S2	+ 0 -	S3	+ 0 -	S1
1110	о + -	S1	0 + -	S2	0 + -	S3	0 + -	S4
1001	+ - +	S2	+ - + х	S3	+ - +	S4	—	S1
ООП	0 0 +	S2	00 +	S3	0 0 +	S4	- - 0	S2
1101	0 + 0	S2	0 + 0	S3	0 + 0	S4	- 0 -	S2
1000	+ о’о	S2 .	+ 00	S3	+ 00	S4	б - -	S2
оно	- + +	S2	- + +	S3	— +	S2		4- ‘	S3
1010	+ + ~	S2	+ + -	S3	+ —	S2	+		S3
1111	+ + 0	S3	0 0-	S1	0 0 -	S1	0 0 -	S3
0000	+ 0 +	S3	0-0	S1	о-о	S2	0-0	S3 .
0101	0 + +	S3	- 0 6	S1	- 0 0	S2	- 0 0	S3
1100	+ + +	S4	-	S1	- + -	S2	- + -	S3
Схемы, не являющиеся сами по себе самосинхронизирующими, в сочетании с
логическим кодированием и определением фиксированной длительности бито-
вых интервалов позволяют добиваться синхронизации. Примером тому может
быть асинхронная передача по RS-232 (см. 10.1.1). Здесь недифференциальное
NRZ-кодирование бит сочетается с двух-трехбитным логическим обрамлением
каждого байта. Старт-бит и стоп-бит служат для синхронизации, а контрольный
бит вводит избыточность для повышения достоверности приема (увеличивает
кодовое расстояние).
1.6.	Режимы передачи и качество
сервиса
Режим передачи (transmission mode) определяет способ коммуникаций между
двумя узлами.
№ Симплексный (simplex) режим позволяет передавать данные только в од-
ном направлении, передающий узел полностью занимает канал. В теле-
коммуникациях такой режим практически не используется — он не позво-
ляет отправителю информации получать подтверждения о ее приеме, что
необходимо дЛя обеспечения нормальной связи.
1,6. Режимы передачи и качество сервиса
35
й Полудуплексный (half duplex) режим допускает двустороннюю передачу,
но в каждый момент времени только в одном направлении. Для смены на-
правления требуется подача специального сигнала и получение подтверж-
дения.
« Полнодуплексный (full duplex) режим допускает одновременную передачу
во встречных направлениях. При этом передача в одном направлении
.занимает только часть канала. Дуплексный режим может быть сим-
метричным (полоса пропускания канала в обоих направлениях одинако-
ва) и несимметричным (пропускная способность в одном направлении'
значительно больше, чем в противоположном). Несимметричный режим
позволяет оптимизировать использование канала, например, в клиент-
серверных системах: поток данных от сервера (например, при работе поль-
зователя Интернета) гораздо больше, чем от клиента.
При асинхронной передаче приемник и передатчик не пользуются общим ис-
точником синхронизации. Передача очередной порции данных может начаться в
произвольный момент времени. При этом время прохождения между передатчи-
ком и приемником для соседних блоков данных может быть и разным.
Синхронная передача означает, что приемник и передатчик синхронизируют-
ся от одного источника. Приемник при этом работает синхронно с передатчиком
(с фазовым сдвигом, обусловленным временем распространения сигнала). Синх-
росигнал может либо передаваться по отдельной линии связи, либо встраиваться
в основной сигнал с помощьюсамосинхронизирующего кодирования. В случае
синхронной передачи передатчик постоянно активен — он непрерывно посылает
битовую последовательность если не полезных данных, то некоторого заполни-
теля.
В случае изохронной (isochronous) передачи отправка и доставка порций дан-
ных (кадров) происходит в предопределенные моменты времени (тайм-слоты).
При этом данные, поступающие с Одного узла с некоторой (обычно постоянной)
скоростью, будут приходить на принимающий узел с той же скоростью. Задерж-
ка между входом и выходом каждого элемента будет постоянной. Период посыл-
ки кадров может быть и переменным, но тогда он должен однозначно вычислять-
ся из передаваемых данных. Изохронная передача необходима, например, при
передаче оцифрованного звука и «живого видео».
Плезиохронная передача (plesiochronous) означает «почти синхронность»:
узлы, участвующие в обмене, синхронизируются каждый от собственного источ-
ника с номинально совпадающими частотами. Реально из-за отклонения частот
всегда набегает расхождение, которое компенсируется периодической вставкой
фиктивных или отбрасыванием «лишних» данных. Термин относится к цифро-
вой телефонии (сМ. PDH в 11.1.4).
Качество сервиса QoS (Quality of Service) сети определяется несколькими па-
раметрами:
в Скорость передачи данных (bit rate), определяемая как количество бит
данных, переданных за единицу времени. При декларировании скорости
каналов, как правило, не учитывают накладные расходы, и реальная ско-
рость доставки пользовательских данных оказывается меньше деклариро-
ванной скорости канала.
36
-Глава 1. Основные понятия
ж Задержка доставки данных (delay), определяемая как время от передачи
блока информации источником до его приема получателем. Интерес пред-
ставляют среднее и максимальное значения задержки.
Я Уровень ошибок (error ratio) определяется либо как вероятность безоши-
бочной передачи определенной порции данных (от бита до кадра), либо
как среднестатистическое число ошибочных бит на общее число передан-
ных. Например, вероятность 0,999 соответствует 1 ошибке на 1000 бит
' (очень плохой канал). В локальных сетях уровень ошибок порядка 1 на
108-1012 бит.
Для высших уровней (прикладной) интересны такие параметры, Как время
отклика (responce time) и производительность обслуживания запросов. Эти па-
раметры определяются уже как сетью (время на транспортировку), так и серве-
рами, обслуживающими прикладные запросы. Приложения разных классов име-
ют разные требования к качеству обслуживания, и современные сети на своем
уровне (при передаче данных) должны уметь различать и приоритизировать пе-
редаваемый трафик. В противном случае для работы некоторых приложений
придется организовывать излишне мощные (и дорогие) каналы, которые в сред-
нем окажутся недостаточно загруженными.
1.7.	Контроль достоверности передачи
При передаче данных по сложным распределенным сетям, имеющим линии свя-
зи, подверженные действиям помех, принимают ряд мер для обеспечения и кон-
троля достоверности (отсутствия ошибок).
Контроль достоверности передачи требует введения некоторой избыточности
в передаваемую информацию. Избыточность может вводиться как на уровне от-
дельных передаваемых символов или их групп, так и на уровне передаваемых
кадров. В избыточные поля передатчик помещает код, вычисляемый по опреде-
ленным правилам из полезной информации. Приемник сравнивает этот код с
тем значением, которое он вычислил сам. Несовпадение значений свидетельст-
вует об искажении информации, совпадение — о высокой вероятности правиль-
ной передачи. Вероятность обнаружения ошибки зависит От схемы контроля и
соотношения размеров информационного и контрольного полей. Самая нена-
дежная схема — контроль паритета (простейшая схема). Самая неэкономичная —
дублирование информации. Самое надежное обнаружение дает CRC-контроль,
реализация которого несколько сложнее, но накладные расходы меньше (типич-
но 2 байта на 4 Кбайт данных). Между ними находится схема с вычислением
контрольной суммы.
Дублирование информации сводится к повторению одного и того же элемента
дважды. Приемник проверяет совпадение копий. Копия иногда представляется в
инверсном виде. Дублирование применяют лишь для отдельных коротких эле-
ментов кадра, для которых контроль другими способами по каким-либо причи-
нам неудобен. Дублирование приводит к 100-процентным накладным расходам.
Применяется, например, в байте состояния кадра Token Ring.
1.7. Контроль достоверности передачи
37
Контроль паритета (parity check) использует контрольный бит, дополняю’
щий число единичных бит контролируемого элемента до четйого (even parity,
контроль четности) или нечетного (odd parity, контроль нечетности) значения,
в зависимости от принятого соглашения. Контроль паритета позволяет обнару-
живать только ошибки нечетной кратности, искажение двух, четырех и т. д. бит
контролируемой области останутся незамеченными. Контроль может быть «го-
ризонтальным» или «вертикальным», что иллюстрирует рис. 1.11. При горизон-
тальном контроле бит паритета «р» вводится в. каждый передаваемый символ,
этот вид контроля широко используется в последовательных интерфейсах RS-
232С и других. При вертикальном контроле для каждой группы символов (в
данном случае — 8 байт) биты паритета подсчитываются для каждой позиции и
собираются в отдельный контрольный символ (байт). Эта схема контроля при-
меняется реже. Возможно также сочетание вертикального и горизонтального
контроля, накладные расходы — 1 бит на каждый байт.
Байты	Биты								
	0	1	2	3	4	5	6	7	р
1	0	0	0	0	0	0	0	0	1
2	0	0	а	0	0	0	0	1	0
3	0	0	0	0	0	0	1	0	0
4	0,	0	0	0	0	0	1	1	1
- 5	.1.	1	1	1	0	0	0	0	1
6	1	0	1	0	1	0	1	0	1
7	1	1	г	1	1	1'	1	0	0
8	1	1	1	1	1	1	1	1	1
Контрольный	1	0	1	0	0	1	0	0	
Рис. 1.11. Контроль паритета
Контрольные суммы и CRC-коды применяются для контроля целого кадра
(или его нескольких полей). Для них в кадре определяется специальное поле для
контрольного кода, обычно 1, 2 или 4 байта. Контрольная сумма применяется
для кадров длиной кратных байту (слову). CRC-контроль может выполняться
над цепочками бит произвольной длины (не обязательно кратной байту).
Контрольная сумма (checksum) обычно вычисляется как дополнение суммы
всех байт кадра до нуля (или FF — всех двоичных единиц). Суммирование вы-
полняется по модулю^ соответствующему разрядности поля контрольного кода.
При этом приемник, просуммировав по тому же модулю все байты или слова
кадра, включая контрольные коды, должен получить то же число (0 или FF).
Контрольная сумма является самым простым способом контроля кадра, вероят-
ность обнаружения ошибок с ее помощью достигает 99,6 %. С увеличением длины
кадра при той же длине контрольного кода вероятность обнаружения ошибок падает.
Избыточный циклический контроль CRC (Cyclic Redundancy Check) исполь-
зует более сложный алгоритм. Выбирается порождающий полином разрядности
большей, Чем поле контрольного кода. Для 16-битного CRC рекомендуется
X16+X12+X5+l (10001000000100001b). Кадр (как длинное Двоичное число) с об-
нуленным полем CRC делится на полином, и остаток этого деления (по модулю
38
Глава 1. Основные понятия
разрядности поля CRC) помещается в поле CRC передаваемых данных. Прием-
ник делит принятый кадр (вместе с полем CRC) на тот же полином и сравнивает
остаток от деления с некоторым эталоном (нулем или иным числом). Если они
совпали, принимается решение о корректности кадра. 16-битный CRC позволяет
обнаруживать одиночные, двукратные и все ошибки с нечетной кратностью, а
также многие групповые ошибки (искажение группы соседних бит). Вероят-
ность обнаружения ошибок достигает 99,9984 %, 16-разрядный CRC применяет-
ся во многих сетевых протоколах. Операция деления может выполняться аппа-
ратно по мере последовательного приема бит с помощью регистров сдвига с
обратной связью (функция «исключающее ИЛИ» используемых бит порождаю-
щего полинома и входных данных).
Развитием идеи CRC является ЕСС-контроль (Error Correction Code), позво-
ляющий не только обнаруживать, но и исправлять некоторые ошибки, В сетях
ЕСС практически не применяется, поскольку требует большей избыточности
(он применяется в устройствах хранения, где в случае ошибки «переспросить»
не у кого).
1.8.	Управление потоком данных
Управление потоком данных (data flow control) является средством согласования
темпа передачи данных с возможностями приемника. Несмотря на то что бито-
вые скорости приемников и передатчиков всегда должны совпадать (иначе не-
возможно корректное декодирование принятых данных), возможны ситуации,
когда передатчик (один или несколько) передает информацию в Темпе, неприем-
лемом для приемника. Прй этом входной буфер приемника (если таковой имеет-
ся) переполняется и часть передаваемой информации теряется. Средства управле-
ния потоком позволяют приемнику подать передатчику сигнал на приостановку
или продолжение передачи. Эти средства требуют наличия обратного канала пе-
редачи (от приемника к передатчику). Сигнал управления потоком может Пере-
даваться по тому же каналу, что и данные (например, протокол XON/XOFF в
последовательном Интерфейсе, см. 10.1,6), а может использовать отдельные ли-
нии (протокол RTS/CTS интерфейса RS-232C, см. 10.1.6). Управление потоком
может быть реализовано явным образом на нижних уровнях (как в том же RS-
232С), а может выполняться и только верхними протокольными уровнями (как,
например, в сети Frame Relay). В технологии Ethernet при полнодуплексном ре-
жиме контроль потока может быть реализован разными способами (см. п. 6.7),
что приводит к некоторым Проблемам совместимости и неоднозначности при
сравнении оборудования одного и того же класса от разных производителей.
Для контроля получения информации приемником применяют квитирование
(handshaking — рукопожатие) — посылку уведомления о получении кадра (па-
кета). На каждый принятый кадр приемник, отвечает коротким кадром-подтвер-
ждением. В случае принятия корректного кадра посылается положительное под-
тверждение АСК (ACKnowledge), в случае ошибочного — отрицательное NACK
(Negative ACKnowledge). При получении NACK передатчик сразу повторно посы-
лает кадр. При отсутствии подтверждения в течение определенного времени
тайм-аута (timeout) передатчик также делает повторную передачу, но на ожи-
1.8. Управление потоком данных
39
дание теряется время. Схема приема подтверждений может быть разной. В про-
стейшем случае, послав один кадр, передатчик ждет, подтверждения приема и
только после него посылает следующий кадр или повторяет тот же, если полу-
чил NACK или сработал тайм-аут. При этом в кадре подтверждения не требуется
идентификации того кадра, в ответ на который он посылается. Такое подтверж-
дение можно использовать и для управления потоком — посылка подтверждения
является и сигналом готовности. Недостаток — темп посылки кадров ограничи-
вается временем оборота по сети, в которое входит время на передачу и прохож-
дение кадра по сети, время реакции приемника, время передачи и прохождения
подтверждения. Чем «длиннее» (по времени прохождения) сеть, тем меньше бу-
дет реальная пропускная способность при одной и той же скорости в линии.
Возможна и пакетная передача (burst transfer), при которой передатчик по-
сылает серию последовательных кадров, на которую должен получить общее
подтверждение, что экономит время. Подтверждение может быть «обезличен-
ным», тогда в случае NACK приходится посылать весь пакет кадров целиком. Если
в подтверждении есть место для списка хороших и плохих кадров, то посылать
повторно можно только плохие. При этом появляется необходимость в иденти-
фикации кадров и подтверждений.
Метод «скользящего окна»-,является эффективным гибридом индивидуаль-
ных подтверждений и пакетной Передачи. Здесь передатчик посылает серию ну-
мерованных кадров, зная, что приход подтверждения может задерживаться отно-
сительно своего кадра на время оборота по сети. Это время может быть
предварительно определено, и ширина «окна» определяется числом кадров, ко-
торые можно послать на выбранной скорости передачи за время оборота. Под-
тверждения нумеруются в соответствии с кадрами, эта нумерация может быть
циклической с модулем, определяемым шириной окна. Если передатчик не полу-
чает подтверждения на кадр, выходящий из окна наблюдения, он считает его по-
терянным и повторяет его передачу. В случае получения NACK опять-таки
повторная передача делается только для этого кадра. На случай повтора пере-
датчик должен держать в своем буфере все кадры окна, замещая выходящие
(подтвержденные) новыми. Метод позволяет полностью Использовать про-
пускную способность канала независимо от дальности передачи.
ж
Г ОТО O U Ю
протоколы
В этой главе рассмотрены протоколы стеков TCP/IP, IPX/SPX и AppleTalk.
Представление об их структуре и функционировании необходимо для понима-
ния работы промежуточных систем локальных сетей — маршрутизаторов и ком-
мутаторов третьего уровня.
2.1. Протокольный стек TCP/IP
Комплект протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Intemet Protocol)
разрабатывался для сети Интернет (Internet Protocol Suite), в настоящее время
он широко распространен как в локальных, так и в гдобальных сетях. Комплект
протоколов Интернета состоит из набора общедоступных (по сети) документов
RFC (Request For Comments — предложения к обсуждению), созданных коллек-
тивными усилиями мирового сетевого сообщества.
Передача ‘данных в Интернете основана на принципе коммутации пакетов, в
соответствии с которым поток данных, передаваемых от одного узла к другому,
разбивается на пакеты, передающиеся в общем случае через систему коммуника-
ций и маршрутизаторов независимо друг от друга и вновь собирающиеся на при-
емной стороне. Весь комплект базируется на IP - протоколе негарантированной
доставки пакетов (дейтаграмм) без установления соединения (unreliable connec-
tionless packet delivery).
Информация в TCP/IP передается пакетами со стандартизованной структу-
рой, называемыми IP-дейтаграммами (IP Datagram), имеющими поле заголовка
2.1. Протокольный стек TCP/IP
41
' (IP Datagram Header) и поле данных (IP Datagram Data). Формат заголовка
приведен на рис. 2.1, где он показан в виде 32-битных слов. Конечные узлы — от-
« правители и получатели информации, называются хостами (host), промежуточ-
ные устройства, оперирующие IP-пакетами (анализирующие и модифицирую-
ч щие информацию IP-заголовков), называют шлюзами (gateway).
Слово\Бит 0	3	4	7	8	15	16	19	31
Version	IHL	Type of Service	Total Length	
Identification			Flags	Fragment Offset
Time То Live	Protocol '	Header Checksum		
Source IP Address				
Destination IP Address				
Options				
Рис. 2.1. Формат заголовка 1Р-дейтаграммы
Поля имеют следующее назначение:
® Version, 4 бита — номер версии протокола, определяющий формат заголов-
ка. В настоящее время'широко используется версия 4, и дальнейшее опи-
сание относится к ней.
9 IHL (Internet Header Length), 4 бита — длина заголовка в 32-битных словах
(не менее 5).
Ж Type of Service, 8 бит — абстрактное опйсание качества сервиса:
□	биты 0-2 — Precedence (старшинство, преимущество) — параметр, опре-
деляющий приоритет трафика (большему значению соответствует бо-
льший приоритет);
□	бит 3 — Delay (задержка): 0 — нормальная, 1 — малая;
□	бит 4 — Throughput (пропускная способность): 0 — нормальная, 1 — вы-
сокая;
□	бит 5 -- Reliability (надежность): 0 — нормальная, 1 — высокая;
□	биты 6-7 — резерв.
9 Total Length, 16 бит — общая длина дейтаграммы (заголовок и данные) в
октетах (байтах). Допускается длина до 65 535 байт, но все хосты безу-
словно допускают прием пакетов длиной только до 576 байт. Пакеты боль-
шей длины рекомендуется посылать только по предварительной догово-
ренности с принимающим хостом.
» Identification, 16 бит — идентификатор, назначаемый посылающим узлом
для сборки фрагментов дейтаграмм.
« Flags, 3 бита — управляющие флаги:
□	бит 0 — резерв, должен быть нулевым;
□	бит 1 — DF (Don't Fragment — запрет фрагментирования): 0 — дейтаг-
рамму, можнб фрагментировать, 1 — нельзя;
42
Глава 2. Сетевые протоколы
□	бит 2 — MF (More Fragments — будут еще фрагменты): 0 — последний
фрагмент, 1 — не последний. 	 ’	-	-	.
ж Fragment Offset, 13 бит — местоположение фрагмента в дейтаграмме (сме-
щение в 8-байтных блоках). Первый фрагмент имеет нулевое смещение.
ж Time to Live (TTL), 8 бит — время жизни пакета в сети, формально — в секун-
дах. Нулевое значение означает необходимость удаления дейтаграммы.
Начальное значение задается отправителем, шлюзы декрементируют поле
по получении пакета и каждую секунду пребывания пакета в очереди на
обработку (пересылку). Поскольку современное оборудование редко за-
держивает пакет более чем на секунду, это поле может использоваться для
подсчета промежуточных узлов (hop count). Заданием TTL можно управ-
лять дальностью распространения пакетов: при TTL=1 пакет не может
выйти за пределы подсети отправителя.
Ж Protocol, 8 бит — идентификатор протокола более высокого уровня, ис-
пользующего поле данных пакета.
ж Header Checksum, 16 бита — контрольная сумма заголовка. Сумма по моду-
лю 21(’ всех 16-битных слов заголовка (вместе с контрольной суммой)
должна быть нулевой. Контрольная сумма должна проверяться и пересчи-
тываться в каждом шлюзе в связи с модификацией некоторых полей (TTL).
Ж Source Address, 32 бита — IP-адрес отправителя.
В Destination Address, 32 бита — IP-адрес получателя.
в Options — опции пакета, длина произвольна (опции могут и отсутствовать).
Опции могут быть в одно.м из вариантов формата:
□	один октет с тийом опций;
□	октет типа (см. ниже), октет длины опции (включая октет типа, октет
длины и собственно данные) и октеты данных опции.
ж Padding — заполнитель, выравнивающий пакет до 32-битной границы.
Октет типа опции ймеет следующие поля:
ж 1 бит — флаг копирования опций во все фрагменты: 0 — не копируются,
1 — копируются.
ж 2 бита — класс опции: 0 — управление, 2 — отладка и измерения, 1 и 3 —
резерв. .
в 5 бит — номер опции. Опции, определенные для Интернета, приведены в
табл. 2.1.
В дейтаграмму длиной 576 байт умещается 512-байтный блок данных и 64-байт-
ный заголовок (размер заголовка может составлять 20-60 байт). Длина дейта-
граммы определяется сетевым ПО так, чтобы она умещалась в поле данных сете-
вого кадра, осуществляющего ее транспортировку. Поскольку по пути следова-
ния к адресату могут встречаться сети с меньшим размером поля данных кадра,
IP специфицирует .единый для всех маршрутизаторов метод сегментации — раз-
бивки дейтаграммы на фрагменты (тоже IP-дейтаграммы) и реассемблирова-
ния — обратной ее сборки приемником. Фрагментированная дейтаграмма соби-
рается только ее окончательным приемником, поскольку отдельные фрагменты
2.1. Протокольный стек TCP/IP
43
могут добираться до него различными путями. Порядок сборки определяется
смещением фрагмента, перекрытие фрагментов и даже выход фрагмента за заяв-
ленья! размер собираемого пакета, как правило, не контролируются. На основе
этих свойств алгоритма сборки «умельцы» осуществляют взлом сетевых ОС.
Возможна также конкатенация — соединение нескольких дейтаграмм в одну и
сепарация — действие, обратное конкатенации.
Таблица 2.1. Опции IP-пакета
Класс	Номер	Длина1	Назначение
0	0	-	End of Option list — конец списка опций
0	1	-	No Operation — пустая опция
0	2	и	Security — безопасность
0	3	V	Loose Source Routing — свободная маршрутизация от источника
0	9	V	Strict Source Routing — ограниченная маршрутизация от источника
0	7	V	Record Route — запись маршрута (трассировка)
0	8	4	Stream ID — идентификатор потока
2	4	V	Internet Timestamp — отметки времени
v — произвольная длина
Казавшийся вполне достаточным во времена разработки, формат заголовка
пакета стал уже тесным. В настоящее время готовится переход на протокол IP v.6,
который имеет следующие основные отличйя:
9 Расширение поля адреса с 32 до 128 бит.
9 Обеспечение возможности автоконфигурирования узлов.
№ Выравнивание полей заголовка С целью ускорения обработки пакетов.
М Обеспечение возможностей для большей расширяемости протокола.
Дальнейшее изложение относится к существующей 32-битной адресации IP v.4.
2.1.1.	Адресация в IP
В отличие от физических (МАС) адресов, формат которых зависит от конкрет-
ной сетевой технологии, IP-адрес любого узла сети представляется 32-разряд-
ным двоичным числом. Соответствие IP-адреса узла его физическому адресу
внутри сети (подсети) устанавливается динамически посредством широковеща-
тельных запросов ARP-протокола.
При написании IP-адрес состоит из четырех чисел в диапазоне 0-255, пред-
ставляемых в двоичной, восьмеричной, десятичной или шестнадцатеричной сис-
теме счисления и разделяемых точками.
Адрес состоит из префикса — сетевой части' (п), общей для всех узлов данной
сети, и хост-части (h), уникальной для каждого узла. Соотношение размеров ча-
стей адреса определяется в зависимости от принятого, способа адресации, кото-
рых сменилось уже три поколения.
44
Глава 2. Сетевые протоколы
Изначально (1980 г.) было определено разделение на основе класса (classful
addressing) и допускались три фиксированных размера префикса —1,2 Или
3 байта. Они соответствовали классу сети, однозначно определяемому значения-
ми старших бит адреса. В табл. 2.2 приведена структура адресов пяти классов се-
тей. Сети класса D предназначены для группового (multicast) вещания, здесь
хост-часть адреса отсутствует, а п...п представляет идентификатор группы. Класс
Е обозначен как резерв для будущих применений.
Таблица 2.2. Классовая адресация IP-сетей
Класс сети	1 байт	2 байт	3 байт	4 байт	Число сетей	Число узлов в сети
А	Onnnnnnn	hhhhhhhh	hhhhhhhh	hhhhhhhh	126.	==16 млн.
В	lOnnnnnn	nnnnnnnn	hhhhhhhh	hhhhhhhh	«16 тыс.	«65 тыс.
С	HOnnnnn	nnnnnnnn	nnnnnnnn	hhhhhhhh	«2 млн.	254
D	lllOnnnn	nnnnnnnn	nnnnnnnn	nnnnnnnn	«256 млн.	Не ограничено
Е	llllOnnn	nnnnnnnn	nnnnnnnn	nnnnnnnn	«128 млн.	Резерв
Позже (1985 г„ RFC 950) было введено деление На подсети (subnetting) отно-
сительно произвольных размеров. Адрес подсети (s) использует несколько стар-
ших бит, отводимых при стандартной классовой разбивке под хост-часть адреса.
Например, структура адреса в сети класса С может иметь следующий вид:
HOnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.sssshhhh — подсеть с 4-битной хост-частью адреса,
которая может содержать 14 узлов. Подсети могут делиться на еще более мелкие
подсети. Деление на подсети не допускает пересечения границы адресов класса.
Так, например, адрес HOnnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnss.sshhhhhh не является допусти-
мым, поскольку по первым битам он относится к классу С (для класса В такая
длина префикса была бы допустимой).
Впоследствии (1993 г., RFC 1519) был принят «внеклассовый» подход к
определению длины префикса classless addressing или supernetting — CIDR
(Classless Inter-Domain Routing). Здесь длина префикса произвольна, что позво-
ляет наиболее гибко распределять адресное пространство.
Комбинации из всех нулей или всех единиц (первый и последний номера) в
префиксе и/или хост-части зарезервированы под широковещательные сообще-
ния и служебные цели:
в Нулевой адрес не используют.
я Нулевой префикс означает принадлежность получателя к (под)сети от-
правителя.	.	•	.
9 Нулевая хост-часть адреса в старых протоколах Обмена маршрутной ин-
формацией (RIP) означает, что передается адрес (под)сети.
И Единицы во всех битах адреса означают широковещательность рассылки
пакета всем узлам (под)сети отправителя (limited broadcast — ограничен-
ное широковещательное сообщение).
Ж Единицы во всех битах хост-части (префикс ненулевой и неединичный)
означают широковещательность (broadcast) рассылки пакета всем узлам
(под)сети, заданной сетевой частью адреса (префиксом).
2.1. Протокольный стек TCP/IP
45
Ж Адреса 127.х.х.х зарезервированы для отладочных целей. Пакет, послан-
ный протоколом верхнего уровйя по любому из этих адресов (обычно ис-
пользуют 127.0.0.1), по сети не распространяется, а сразу поступает вверх
по протокольному стеку того ate узла (loopback).
При записи адреса иногда применяют форму, в которой последний элемент
указывает длину префикса в битах. Так, например, адрес сети стандартного клас-
са С может выглядеть в десятичном представлении как 199.123.456.0/24, а адрес
199.123.456.0/28 определяет уже подсеть с числом хостов 14.
Три варианта адресации различаются в плане информации, которая необхо-
дима маршрутизатору. При классовой организации, кроме адреса, никакой до-
полнительной информации не требуется, поскольку положение префикса фик-
сировано. Протокол RIP сетевой маршрут (network route) распознавал по
нулевой хост-части; адрес, у которого в хост-части есть хоть один единичный
бит, определял маршрут узла (host route). При определении подсетей требуется до-
полнительная информация о длине префикса. При переходе на подсети было
принято соглашение о том, что адресация внешних («чужих») сетей выполняет-
ся по классовому признаку, а локальные маршрутизаторы, работающие с подсе-
тями, получают значение масок при ручной Настройке. Появилась новая катего-
рия — подсетевой маршрут (subnetwork route). Протоколы маршрутизации,
поддерживающие подсети no RFC 950 (например, RIP), «не понимают» комби-
наций префиксов и адресов подсетей, пересекающих границы стандартных клас-
сов. Так, например, подсеть 210.22.74/23 недопустима, поскольку она распро-
страняется на две сети класса С; 210.22.74.0 и 210.22.75.0. Кроме того, RIP не
позволяет одну сеть делить на подсети разных размеров (длина префиксов всех
подсетей в пределах «классовой» сети должна быть единой).
Новые протоколы обмена маршрутной информации, поддерживающие пре-
фиксы произвольного размера (OSPF), обмениваются полной информацией,
включающей 32-битный адрес и длину префикса. При этом остается единствен-
ный тип маршрутов — префиксный (prefix route).
В настоящее время распространена форма задания префикса в виде маски
(под)сети. Маска представляет собой 32-битное число, представляемое по об-
щим правилам записи IP-адреса, у которого старшие биты, соответствующие
префиксу, имеют единичное значение, младшие (локальная хост-часть) — нуле-
вые. Маски могут принимать значения из ограниченного списка, приведенного в
табл. 2,3, Перед ненулевым байтом маски могут быть только значения 255, пос-
ле байта, отличного от 255, —' только нули. Образование байт маски поясняет
табл. 2.4. Количество допустимых адресов хостов в (под)сети (с учетом резерви-
рования крайних значений адреса) определяется по формуле	I
N = 2<32-^ _ 2, 	'	, '
где Р — длина префикса. Префиксы длиной 31 или 32 бит непригодны для упо-
требления, префикс длиной 30 бит позволяет адресовать только два узла (ис-
пользуется при двухточечных соединениях по РРР).
Адресом (под)сети можно считать адрес любого ее узла с обнуленными бита-
ми хост-части.
46
Глава 2. Сетевые протоколы
В десятичном представлении диапазоны адресов и маски сетей стандартных
классов имеют следующие значения:	’  '
« Класс А: 1.0.0.0-126.0.0.0, маска 255.0.0.0.
ж Класс В: 128.0.0.0-191.255.0.0, маска 255.255.0.0.
« Класс С: 1&2.0.0.0-223.255.255.0, маска 255.255.255.0.
Ж Класс D: 224.0.0.0-239.255.255.255, маска 255.255.255.255. /
» Класс Е: 240.0.0.0-247.255.255.255, маска 255.255.255.255.
Таблица 2.3. Длина префикса, значение маски й количество узлов подсети
Длина	Маска	Число узлов	Длина	Маска	Число узлов	Длина	Маска	Число ’ узлов
32	255.255.255.255	—	21	255255.248.0	2046	10	255.192.0.0	4М-2
31	255.255.255.254	-	20 -	255:255,240.0	4094	9	255.128.0.0	8М-2
30	255.255.255.252	2	19	255.255.224.0	8190	8	2'55.0.0.0	16М-2
29	255.255.255.248	6	18	255.255.192.0	16382	7	254.0.0,0	32М-2
28,	255.255.255.240	14	17	255.255.128.0	32766	6	252.0,0.0	,	64М-2
27	255.255.255.224	30	16	255.255.0.0	65534	5	248.0.0.0	128М-2
26	255.255.255.192	62	15	255.254.0.0	431070	4	240.0.0.0	256М-2
25	255.255.255.128	126	14	255.252.О.0	262142	3	224.0.0.0 '	512М-2
24	255.255.255.0	254	13	255.248.0.0	524286	2	192.0.0.0	1О24-М-2
23	255.255,254.0	510	12	255.240.0.0	1048574	“1	128.0.0,0 ,	2048М-2
22	255.255.252.0	1022	11	255.224.0.0	2097150	0	0.0.0.0	4096М-2
Таблица 2.4. Возможные значения элементов масок
Двоичное	Десятичное	Двоичное	Десятичное	Двоичное	 Г	 '	' ^Десятичное
11111111	255'	11111000	248	1ЮООООО -	192
11111110	254	11110000	240	10000000	128
11111100	252	11100000	224	00000000	0
Деление на сети носит административный характер — адреса сетей, входящих
в глобальную сеть Интернет, распределяются централизованно организацией In-
ternet NIC (Internet Network Information Center). Деление сетей на подсети мо-
жет осуществляться’владельцем адреса сети произвольно. При использовании
масок техническая грань между сетями и подсетями практически стирается. Для
частных сетей, не связанных маршрутизаторами-с глобальной сетью, выделены
специальные адреса сетей; 	,	
• Класс А: 10.0.0.0 (1 сеть).
ж Класс В: 172.16.0.0-172.31.0.0 (16 сетей).
» Класс С: 192.168.0.0-192;168,255.0 (256 сетей). 	' ' . 
2.1. Протокольный стек TCP/IP
47
На рис. 2.2 приведены примеры разбивки сети 192.168.0.0 класса С на четы-
ре подсети: S1 — 126 узлов (маска 255.255.255.128), S2 — 62 узла (маска
255.255.255.192), S3 и S4 - по 30 узлов (маски 255.255.255.224). Графическое
представление пространства адресов наглядно показывает ошибки несогласован-
ности.адреса и размера подсети (определяемого маской).
255 ~
224 _
192 _
160 _
128 _
96 _
64 _
32 _
0 _
S4
S3
S2
S1
192.168.0.224
192.168.0.192
192.168.0.128
192.168.0.0
255 "
224 _
192 _
160 _
126 _
96 _
64 _
32 _
0 _
S1
S4
S3
S2
192.168.0.128
192.168.0.96
192.168.0.64
192.168.0,0
Рис. 2.2. Примеры распределения адресов IP-сети: а, б — правильно, в — неправильно
IP-адреса и маски назначаются узлам при их конфигурировании вручную
или автоматически с использованием DHCP- или BootP-серверов. Ручное на-
значение адресов требует внимания — некорректное назначение адресов и масок
приводит к невозможности связи по IP, однако с точки зрения надежности и
безопасности (защиты от несанкционированного доступа) оно имеет свои пре-
имущества.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) — протокол, обеспечивающий
автоматическое динамическое назначение IP-адресов и масок подсетей для уз-
лов-кдиентов DHCP-сервера. Адреса вновь активированным узлам назначаются
автоматически из области адресов (пула), выделенных DHCP-серверу. По окон-
чании работы узла его адрес возвращается в пул и в дальнейшем может назначать-
ся для другого узла. Применение DHCP облегчает инсталляцию и диагностику
для узлов, а также снимает проблему дефицита IP-адресов (реально отнюдь не
все клиенты одновременно работают в сети).
Протокол BootP выполняет аналогичные функции, но использует* статическое
распределение ресурсов. При инициализации узел посылает широковещатель-
ный запрос, на который BootP-сервер ответит пакетом с IP-адресом, маской, а
также адресами шлюзов (gateways) и серверов службы имен (nameservers). Эти
данные хранятся в списке, составленном по МАС-адресам клиентов BootP, хра-
нящимся на сервере. Естественно, что по отключении узла его IP-адрес не может
быть использован другими узлами.
2.1.2.	Маршрутизация
Разделение на сети (подсети) служит основой для маршрутизации пакетов, пере-
даваемых по сети. Термин Routing — маршрутизация — означает передачу дейтаг-
раммы от одного узла к другому. При посылке IP-дейтаграммы узел сравнивает
(логическая операция «исключающее ИЛИ») IP-адрес назначения со своим IP-ад-
ресом и накладывает (логическое «И») на результат маску подсети. Ненулевое
48
Глава 2. Сетевые протоколы
значение результата этой операции является указанием на необходимость пере-
дачи пакета из подсети во внешнюю сеть.	v
Direct Routing — прямая маршрутизация — осуществляется между узлами од-
ной (под)сети. В этом случае источник знает конкретный физический (МАС)
адрес получателя и инкапсулирует IP-дейтаграмму в кадр сети, содержащий этот
адрес и непосредственно передающийся по сети получателю. Список соответст-
вия IP- и МАС-адресов узлов обычно формируется хостом динамически с помо-
щью протокола ARP (Address Resolution Protocol). Для получения МАС-адреса
интересующего узла (в пределах подсети) хост посылает кадр с широковеща-
тельным МАС-адресом, в который вкладывает запрос, содержащий IP-адрес ин-
тересующего узла. На этот запрос отзовется узел с IP-адресом, совпадающим с
соответствующим полем запроса. В кадре ответа будет присутствовать его МАС-
адрес, который и будет занесен в ARP-таблицу. ARP-запрос формируется узлом
в том случае, когда ему нужно передать пакет по адресу, отсутствующему в его
локальной таблице. Если ответ на ARP-запрос не будет получен, то пакет,
который должен был быть передан, аннулируется. Возможно и статическое
формирование таблиц, которое необходимо для тех технологий, в которых нет
широковещательной адресации (например, соединение через РРР).
Indirect routing — непрямая маршрутизация — передача дейтаграмм между уз-
лами различных (под)сетей. Обнаружив расхождение немаскированной (сете-
вой) части IP-адресов, источник посылает кадр с IP-дейтаграммой по физиче-
скому адресу маршрутизатора (его адрес узнается вышеописанным способом).
Маршрутизатор анализирует IP-адрес назначения полученной дейтаграммы и в
зависимости от адресов прямо подключенных к нему (под)сетей посылает дей-
таграмму либо прямо по физическому адресу узла назначения, либо к следующе-
му маршрутизатору.
Маршрутизатор (router) представляет собой устройство, имеющее один или
несколько интерфейсов (портов) для подключения локальных сетей или удален-
ных соединений. Каждому физическому интерфейсу ставится в соответствие
одна или несколько 1Р-(под)сетей, узлы которых имеют с ним непосредствен-
ную связь (на 1-2-м уровне модели OSI). Маршрутизатор обеспечивает межсе-
тевую передачу пакетов между узлами (хостами и другими маршрутизаторами)
доступных ему подсетей. Передачи могут быть как между разными интерфейса-
ми, так и между подсетями, расположенными на одном и том же интерфейсе (без
маршрутизатора их узлы друг друга «не видят», хотя и «слышат»). Возможны
маршрутизаторы даже с одним физическим интерфейсом, их иногда называют
«однорукими маршрутизаторами».
В терминологии TCP/IP маршрутизатор относится к шлюзам (gateway), и в
каждом проходящем пакете он должен декрементировать поле TTL (по приходе
пакета, а затем каждую секунду пребывания пакета в маршрутизаторе).
Маршрутизатор для своей работы должен иметь таблицу маршрутизации, в
которой содержится информация об IP-адресах и масках (под)сетей, подключен-
ных к каждому его порту, а также список соседних маршрутизаторов. Список не-
посредственно доступных маршрутизаторов должен быть и в каждом узде. За-
полнение этих таблиц может осуществляться как динамически (например,, с
помощью протокола RIP или OSPF), так и статически (вручную). Статическое
’заполнение таблиц — довольно хлопотное занятие, но зато оно позволяет избе-
жать «взломов» сети с помощью подстановки нелегальных маршрутизаторов.
2,1. Протокольный стек ТСРДР 49
На маршрутизаторы возлагается и задача фильтрации — пропускания паке-
тов, удовлетворяющих только определенным критериям, или/и наоборот, непро-
пускания определенных пакетов. Фильтрация может осуществляться по различ-
ным признакам, относящимся к протоколам разных уровней. Естественно, что
сложные схемы фильтрации требуют определенных ресурсов маршрутизатора
(память под таблицы, процессорное время на обработку пакетов).
IP-маршрутизаторы характеризуются производительностью (число пакетов в
секунду), задержкой (временем обработки пакета), способом обмена маршрут-
ной информацией (RIP, OSPF), возможностями фильтрации, поддержкой груп-
пового вещания (IGMP), типом и количеством интерфейсов.
Маршрутизатор может быть отдельным устройством, возможна также реали-
зация его функций и сетевой операционной системой конечных узлов (серве-
ров). Возложение функций маршрутизатора, особенно фильтрации, на сервер
значительно нагружает его. Кроме того, в этом случае появляются ограничения,
не свойственные IP-протоколу. Например, сервер NetWare З.х-4.х (и не только
этих ОС) не позволяет на одной интерфейсной карте сконфигурировать более
одной IP-подсети.
2.1.3.	Многоадресное (групповое) вещание
и протокол IGMP
Групповое вещание (multicast) требует некоторых расширений в протоколах уз-
лов, они описаны в RFC 1112. Там же описан и простой протокол IGMP (Inter-
net Group Management Protocol — протокол управления группами). Поддержка
группового Вещания узлами может быть реализована на трех уровнях:
к 0 - не поддерживается.
>	® 1 - поддерживается передача групповых сообщений (необходимые допол-
нительные средства минимальны).
Я 2 - поддерживается передача и прием.
Каждый из адресов диапазона класса D (224.0.010—239.0.0.0) представляет
идентификатор вещательной группы. Группы делятся на постоянные (permanent)
и временные (transient). Адреса постоянных групп назначаются административ-
но. Для временных групп адреса выделяются динамически из незанятых посто-
янными. Адрес 224,0.0.0 использовать запрещается. Адрес 224.0.0.1 (all-hosts ad-
, dress) используется как -общий адрес для всех абонентов группового вещания,
непосредственно подключенных к конкретной (под)сети. Адрес 224.0.0.2 (all rou-
ters) используется для обращения ко всем маршрутизаторам IGMP. Эти два ад-
реса служат для распространения информации по протоколу IGMP. Нет способа
задать групповой адрес сразу всех узлов глобальной сети. Группы получателей
, формируются динамически, узел может быть Членом нескольких групп.
' Трафик вещающего узла передается всем членам группы без гарантии достав-
5j ки, но с. «максимальным старанием». Передача группового Графика в сетях . '
Ethernet использует присущий им механизм многоадресной передачи. При
этом младшие 23 бита идентификатора многоадресной IP-группы помещают-
• ся в 23 младших бита группового адреса Ethernet 01-00-5Е-00-00-00. Поскольку
50
Глава 2. Сетевые протоколы
IP-идентификатор имеет разрядность 28 бит (4 бита занимает признак класса
D), возможно, что в одну группу Ethernet будут попадать сообщения нескольких
(до 32) IP-групп. Это дает дополнительную нагрузку на нижний протокольный
уровень узла, поскольку ему придется фильтровать приходящие пакеты.
Распространение межсетевого группового трафика управляется протоколом
IGMP. Все сообщения этого протокола передаются по адресам 224,0.0.1- и
224.0.0.2, поле TTL=1, так что сообщение не выходит за пределы, доступные не-
посредственно по локальному интерфейсу. Узел, желающий вступить в группу,
передает сообщение Host Membetship Report, в котором указывается идентифика-
тор группы. Для верности это сообщение он повторяет 1-2 раза (подтверждений
в IGMP не предусматривается). Маршрутизатор, поддерживающий IGMP, при-
нимает это сообщение и заносит идентификатор в свою таблицу с привязкой к
порту, от которого получено сообщение. Маршрутизатор периодически посылает
запросы Host Membership Query, на которые отвечают узлы, считающие себя члена-
ми какой-либо группы. Если на пару опросов для определенной группы никто не
отозвался, маршрутизатор исключает эту группу из своей таблицы. Для сокра-
щения избыточного служебного трафика узлы отвечают не сразу, а через случай-
ный интервал времени. Если за время этой задержки узел, собравшийся отве-
тить, услышал такой же ответ от другого узла, он свой ответ аннулирует. О
выходе из-труппы узел явно не сообщает, он просто перестает' отвечать на опро-
сы. Протокол IGMP используется и для обмена информацией об используемых
группах между маршрутизаторами, поддерживающими групповую пересылку.
Маршрутизаторы организуют пересылку пакетов группового вещайия между
портами, для которых в таблицы занесены соответствующие идентификаторы.
Конечно же, распространение этого трафика контролируется и средствами сете-
вого администрирования;	'
Групповое вещание позволяет экономить трафик при количестве получателей
более одного: рассылка одной и той же информации нескольким получателям
обычными двухточечными средствами приводила бы к росту трафика пропор-
ционально количеству приемников. Групповое вещание позволяет организовать
аудио- и видеовещание по сети передачи данных. Вышеописанные средства не
страхуют от ошибочной доставки пакетов, эта страховка достигается протоколь-
ными средствами (идентификации, аутентификации, шифрования) высших про-
токольных уровней. Механизм динамического назначения идентификаторов
групп в RFC 1112 не оговаривается, предполагается, что он должен выполняться
высокоуровневыми протоколами.
После RFC 1112 появилась новая версия IGMP V.2, обратно совместимая с
исходной. В версии 2 введены следующие изменения:
ж Определен выбор маршрутизатора-опросчика IGMP — для каждой локаль-
ной сети .им будет маршрутизатор с наименьшим IP-адресом.
ж Определен новый тип сообщения — Group-Specific Query, в котором указы-
вается список групп, принадлежность к которым интересует маршрутиза-
тор в данный момент.
9.	Определено нЬвое сообщение leave Group, которым хост явно указывает на
намерение выйти из группы (групп). Сообщение посылается по специаль-
ному адресу 224.0.0,2 (all routers). .	, *	1 ‘	'	<	
2.1. Протокольный стек TCP/IP
51
Эти меры нацелены на экономию полосы пропускания — сокращение лишне-
го группового трафика.
Версия 3 предполагает возможность выбора источников, данные от которых
интересуют групповых получателей. До сих пор, как только узлы заявляли о
вхождении в какую-либо группу, маршрутизаторы доставляли им пакеты от всех
источников (их может быть множество) данной группы. Теперь сообщением Inc-
lusion Group-Source Report хост заказывает трафик интересующих источников, а
сообщением Exclusion Group-Source Report отказывается от его получения. Таким
образом сеть освобождается от ненужного трафика.
Для передачи группового трафика требуется сеть маршрутизаторов (и ком-
мутаторов), поддерживающих протоколы IGMP. Поскольку в глобальной сети
на это способны далеко не все маршрутизаторы, применяют туннелирование.
Пакеты с групповыми адресами инкапсулируются в обычные одноадресные па-
кеты (IP-Over-IP) и в таком виде пересылаются между шлюзами. Туннели, по
которым проходят инкапсулированные пакеты, соединяют шлюзы, расположен-
ные'в «островках» сети, на которых имеется полная поддержка группового веща-
ния. В шлюзе на конце туннеля многоадресные пакеты извлекаются из одноад-
ресных и далее рассылаются в пределах «островка» вышеописанным способом.
Построение магистральной сети распространения группового трафика Multicast
Backbone (MBONE), являющееся нетривиальной задачей, в рамках данной кни-
ги рассматриваться не будет. Отметим лишь, что для передачи этого трафика ис-
пользуются протоколы DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol),
MOSPF (Multicast OSPF) или PIM (Protocol-Independent Multicast).
2.1.4.	Иерархическая система имен DNS
Адресация IP-пакетов используется на сетевом и транспортном уровнях. Для ис-
пользования на верхних уровнях она неудобна — конечному пользователю, же-
лающему связаться с каким-либо узлом сети, пользоваться последовательностью
четырех чисел затруднительно. Для работы на высших уровнях принята симво-
льная адресация, построенная по иерархическому доменному принципу DNS
(Domain Name System). Этот принцип рассмотрим на конкретном примере — ад-
ресе Web-сервера ЦНИИ РТК www.rtc.neva.ru. Этот адрес состоит из четырех
элементов, разделенных точками. Крайний справа элемент «ги» — имя домена
верхнего уровня, которое йзвестно во всей глобальной сети Интернет. Имя домена
верхнего уровня определяется по территориальному (ги -- Россия, su — бывший
СССР, usa — США, uk — Англия и т. п.) или организационному (сот — коммер-
ческая организация, org — некоммерческая организация, edu — образовательная,
gov — государственная США и т. п.) принципу. Имя домена верхнего уровня ре-
гистрируется в организации Internet NIC (http://www.intemic.net'). Каждый
домен верхнего уровня может содержать произвольное число узлов и дочерних
доменов, каждый из узлов и доменов имеет свое символическое имя, при-
соединяемое слева через точку к имени родительского домена. В данном случае в
домене «ги» (Россия) имёется домен «neva» (в городе на Неве), в котором
зарегестрирован домен rtc (сокращенное имя института). И, наконец, в домене
rtc.neva.ru имеется узел (Web-сервер) с именем «www». В каждом домене
имеется DNS-сервер, который хранит таблицу соответствия символических
52
Глава 2. Сетевые протоколы
имен и IP-адресов его узлов и дочерних доменов, в ней также присутствует й за-
пись, относящаяся к родительскому домену. По этой иерархической системе
каждый узел может получить информацию об IP-адресе любого узла сети,
обращаясь последовательно ко всем DNS-серверам йверх по иерархии, доходя
до точки, общей для этих узлов, и спускаясь до домена, содержащего искомый '
узел. Обратная задача — определение символьного имени по IP-адресу — не
всегда имеет однозначное решение, поскольку один и тот же узел (IP-адрес) и
даже домен могут иметь несколько псевдонимов (aliaces), зарегистрированных
даже в разных доменах. Поскольку на систему DNS ложится большая нагрузка,
в одном домене может быть и несколько DNS-серверов, ведущих общую базу
данных. Кроме того, применяется и кэширование — хранение записей не
только своего домена, но и наиболее используемы^ записей чужих доменов’.
Как и при всяком кэшировании, здесь необходимо следить за тем, чтобы
изменения в кэшируемых базах данных (на удаленных DNS-серверах) своевре-
менно отражались в кэше.	;
Символические адреса не имеют какой-либо алгоритмической связи с IP-ад-
ресами, их взаимное соответствие определяется только по таблицам. В начале
построения глобальной сети распределенной службы DNS не было, соответствие
имен определялось по «рукописным» таблицам, централизованно хранившимся 1
и распространявшимся в виде текстовых файлов. Распределенная система DNS
при всем своем удобстве является потенциальным объектом информационной
атаки на сеть, поскольку используемый протокол позволяет вместо «настоящих»
DNS-серверов подставлять нелегальные; а также искажать информацию в суще-
ствующих DNS-серверах. Это позволяет перехватывать пакеты, адресуемые уз-
лам с помощью сервиса DNS.	.	.
2.1.5.	Протоколы стека TCP/IP
Стек TCP/IP охватывает верхние уровни модели OSI, начиная с третьего. Пере-
числим основные из них.
Сетевой уровень
Ж IP (Internet’ Protocol) обеспечивает негарантированную доставку пакета от
узла к узлу, в работе с нижними уровнями использует ARP и RARP.
- R ARP (Address Resolution Protocol) динамически преобразует IP-адрес в
физический (МАС).
®. RARP (Reverse Address Resolution Protocol), обратный к ARP, преобразует
физический адрес в 1Р-адрес.
ж ICMP (Internet Control Message Protocol) управляет передачей управляю-
щих и диагностических сообщений между шлюзами, маршрутизаторами и
узлами, определяет доступность и способность к ответу абонентов-адреса-
тов, назначение пакетов, работоспособность маршрутизаторов и т. д.
ICMP взаимодействует с. вышестоящими протоколами TCP/IP. Сообще-
ния передаются с помощью IP-дейтаграмм.
® IGMP (Internet Group Management Protocol) позволяет формировать в
маршрутизаторах списки групп многоадресного вещания,
2.1. Протокольный стек TCP/IP	53
Транспортный уровень
И UDP (User Datagram Protocol) обеспечивает негарантированную доставку
пользовательских дейтаграмм без установления соединения между задан-
ными процессами передающего и принимающего узлов. Взаимодействующие
процессы идентифицируются протокольными Портами (protocol ports) —
целочисленными значениями в диапазоне 1-65 535. Порты 1—255 закреп-
лены за широко известными приложениями (well-known port assignments),
остальные назначаются динамически перед посылкой дейтаграммы. UDP-
дейтаграмма имеет заголовок, включающий номера порта источника (для
возможности корректного ответа)г, порта назначения и поле данных. Дли-
на поля данных UDP-дейтаграммы произвольна, Протокол обеспечивает
ее инкапсуляцию (помещение в поле данных) в одну или несколько IP-
дейтаграмм и обратную сборку на приемной стороне. UDP позволяет мно-
жеству клиентов использовать совпадающие порты: дейтаграмма- достав-
ляется клиенту (процессу) с заданным IP-адресом и номером порта. Если
клиент не находится, то дейтаграмма отправляется по адресу 0.0.0.0 (обыч-
но это «черная дыра»).
« TCP (Transmission Control Protocol) обеспечивает гарантированный поток
данных между клиентами, установившими виртуальное соединение. По-
ток представляет собой неструктурированную последовательность байт,
их интерпретация согласуется передающей и приемной сторонами предва-
рительно. Для идентификации используются порты, аналогично UDP-
портам. Активная сторона (инициатор обмена) обычно использует произ-
вольный порт, пассивная — известный порт, соответствующий используе-
мому протоколу верхнего уровня. Комбинация IP-адреса и номера порта
называется гнездом TCP (TCP Socket). TCP буферизует входящий поток,
ожидая перед посылкой заполнения большой дейтаграммы. Поток сегмен-
тируется, каждому сегменту назначается последовательный номер. Пере-
дающая сторона ожидает подтверждения приема каждого сегмента, при
его длительном отсутствии делает повторную передачу сегмента. Процесс,
использующий TCP, получает уведомление о нормальном завершении пе-
редачи только после успешной сборки потока приёмником. Протокол
обеспечивает полный дуплекс, это означает, что потоки данных могут идти
одновременно во встречных направлениях.
Уровень представления данных и прикладной уровень '
® TelNet — обеспечение удаленного терминала (символьного и графическо-
го) UNIX-машины.
S FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов на основе TCP.
» TFTP (Trivial File Transfer Protocol) — простейший протокол передачи
файлов на основе UDP,
ж SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол передачи электронной
почты, определяющий правила взаимодействия и форматы управляющих
сообщений.
9. RIP (Routing Information Protocol) — протокол обмена трассировочной
информацией между маршрутизаторами, обеспечивающий динамическую
54
Глава 2. Сетевые протоколы
маршрутизацию. Использует классы как признак определения префикса
адреса.
ж OSPF(Open Shortest Path First) — протокол распространения маршрутной
информации между маршрутизаторами в автономной системе.
9 DNS (Domain Name System) — система обеспечения преобразования сим-
волических имен и псевдонимов сетей и узлов в IP-адреса и обратно,
9 SNMP (Simple Network Management Protocol) — простой протокол управ-
ления сетевыми ресурсами,
9 RPC (Remote Procedure Call) — протокол вызова удаленных процедур (за-
пуска процессов на удаленном компьютере),
9 NFS (Network File System) — открытая спецификация сетевой файловой
системы, введенная Sun Microsystems.
Кроме перечисленных, в стек входят и другие протоколы, их состав постоян-
но расширяется,
2.2. Фирменные протокольные стеки
В отличие от открытой спецификации стека TCP/IP, подробности фирменных
протоколов IPX/SPX (Novell), AppleTalk (Apple inc.) и-некоторых других не
афишируются. Их описание будет не столь подробным, но достаточным для
практического использования при работе с коммуникационным оборудованием,
объединяющим логические и физические сети. Протокол NetBEUI, широко при-
меняемый в сетях Microsoft Windows, не поддерживает межсетевое взаимодейст-
вие — разделение на логические сети. Он не обеспечивает маршрутизацию —
узлы разных локальных сетей, связанных с сервером через раздельные сетевые
карты, друг друга по сети «не видят» (хотя с общего сервера они все доступны).
По этой причине в относительно сложных сетях Windows применяются прото-
колы TCP/IP или IPX/SPX.
2.2.1. IPX/SPX
Протокольный стек IPX/SPX разработан фирмой Novell для сетей NetWare, на-
чиная с самых первых поколений. Этим стеком пользуются и сетевые ОС других
фирм, включая Microsoft Windows З.х/95/98/NT. По своей структуре стек напо-
минает TCP/IP. Основу стека составляет протокол сетевого уровня IPX (Inter-
network Packet Exchange), отвечающий за адресацию и маршрутизацию пакетов
и их негарантированную доставку между узлами различных IPX-сетей, Поверх
него работает протокол SPX (Sequenced Packet Exchange), обеспечивающий
установление соединений и гарантированную доставку пакетов в правильном
порядке. Над протоколами IPX и SPX работают остальные протоколы стека, ох-
ватывающие верхние уровни модели. Протокол IPX работает над LLC-уровнем
(802.2) и может использовать технологии локальных сетей Ethernet, Token Ring,
ARCnet, 100VG, FPDI. Формат пакета IPX приведен на рис. 2,3, длина полей
указана в байтах.
2.2. Фирменные протокольные стеки
55
CS	Len	ТС	РТ	DN	DH	DS	SN	SH	SS	Data
2	2	1	1	4	6	' 2	4	6	2	0-546
Рис. 2.3. Формат пакета IPX
i  CS (Checksum) — контрольная сумма, обычно не используется (при этом
i CS=FFFFh);
Я Len (Length) — длина пакета;
• Ж ТС (Transport Control) — управление транспортировкой;
'	« PT (Packet Туре) — тип пакета;
9 DN (Destination Network), DH (Destination Host), DS (Destination Socket) —
адрес назначения;
,'	9 SN (Source Network), SH (Source Host), SS (Source Socket) — адрес источника;
9 Data — поле данных. В пакетах SPX это поле начинается с 12-байтного за-
головка SPX.		,
t Полный IPX-адрес имеет разрядность 12 байт и состоит из следующих частей:
в номера внешней сети (IPX external network number), 4 байта;
ж адреса узла (node address), 6 байт;
9, номера сокета (socket number), 2 байта.
. В отличие от IP-адреса, где сетевая и хост-часть для всех узлов назначаются
. явно и по желанию администратора (конечно, по определенным правилам), в
IPX-адресе в качестве адреса узла выступает физический адрес адаптера. В сетях
Ethernet адресом узла является МАС-адрес сетевого адаптера и его специально
задавать не требуется (за исключением особых случаев). Номер сети требуется
• указывать только'при конфигурировании серверов и маршрутизаторов, С каж-
- дым адаптером Ethernet может быть связано до двух различных IPX-сетей, ис-
'* пользующих разные типы кадров — 802.2 и 802.3 (см, 6.2), Номер сети для узлов,
не занимающихся маршрутизацией (рабочих станций), не указывается. В случае
' двух сетей в одном кабеле он определяется типом кадра, указанного для сетевого
драйвера, с которым связан протокол IPX. Такой узел с двумя сетями непосред-
ственно работать не может — он «увидит» IPX-узел с другим типом кадра (при-
надлежащий к другой IPX-сети) только через маршрутизатор.
В роли маршрутизатора, как правило, выступает внутренний маршрутизатор,
. входящий в ОС NetWare. Его функции очевидны, когда к серверу подключено
; более одного адаптера, и менее очевидны, когда две сети (с кадром 802.2 и кад-
ром 802.3) присутствуют на одном адаптере. При конфигурировании маршрути-
- зирующих узлов номер IPX-сети должен задаваться обязательно. При конфигу-
‘ рировании сервера NetWare номер задается строкой
Bind IPX to "board" NET=''net_nuni",
где board — ссылка на логическую интерфейсную плату, в которой прямо или
. косвенно определен тип кадра, a netjium — номер IPX-сети, не более 4 байт в hex-
- формате. Номер сети задается администратором, в NetWare 4.x при конфигури-
 ровании сервера, подключенного к «живой» сети, он может быть определен
56
Глава 2. Сетевые протоколы
автоматически. Номера сетей в узлах, подключенных к одной локальной сети и
использующих совпадающий тип кадра, должны быть согласованы. В противном
случае серверы будут постоянно обнаруживать ошибку маршрутизации и сооб-
щать о пей на консоли. Кроме номеров внешних сетей, в каждом сервере задает-
ся 4-байтный номер его внутренней сети (IPX Internal Network Number) —
уникальный для каждого сервера сети (маршрутизатора) и не совпадающий ни с
одним номером доступной внешней сети. Эта внутренняя сеть служит «перева-
лочной базой» для всех обменов пакетами.
Для протоколов IPX/SPX кроме маршрутизации возможна фильтрация тра-
фика по определенным признакам (по элементам IPX-адреса и информации
SPX). Функции фильтрации могут выполнять и внутренние маршрутизаторы
серверов NetWare, для этого в них должны быть загружены специальные про-
граммные модули. Поддержка протоколов IPX/SPX аппаратными маршрутиза-
торами осуществляется далеко не во всех моделях. Отчасти и благодаря этому
обстоятельству локальные IPX-сети оказываются более защищенными от внеш-
него вторжения, чем IP-сети без специальных мер защиты.
Локальные IPX-сети могут связываться между собой через специально скон-
фигурированные ТР-туииели (IP-tunnel). В этом случае IPX-пакеты одной сети,
предназначенные для абонентов удаленной сети, инкапсулируются сервером в
UDP-пакеты и доставляются к удаленному серверу, где извлекаются и'использу-
ются по назначению. Туннель можно использовать для связи нескольких уда-
ленных IPX-сетей, имеющих серверы, связанные по протоколу TCP/IP, возмож-
на «прокладка» туннелей и к отдельным станциям. Туннель организуется через
сетевые адаптеры, к которым привязан протокол TCP/IP. К ним привязывается
загружаемый протокол IPTUNNEL.
Для того чтобы сервер NetWare стал одним из выходов туннеля; на нем долж-
на быть установлена поддержка TCP/IP (загружен драйвер адаптера и с ним свя- •
зан протокол TCP/IP). После этого загружается модуль туннеля командой
LOAD IPTUNNEL [PEER="remote_IP_address"] [CHKSUM=YES | NO] [LOCAL»'
"local_IP_address"] [PORT="UDP_port_number"] [SHOW]
Здесь параметр PEER задает IP-адрес противоположного конца туннеля, LOCAL
задает IP-адрес данного сервера (по умолчанию — адрес первой платы с ТСР/
IP), CHKSUM=YES (по умолчанию) обеспечивает контроль целостности IPX-пакета
контрольной суммой UDP, PORT задает номер UDP-порта (1-65535), используе-
мого туннелем (по умолчанию 213), SHOW выводит отчет о конфигурации. К тун-
нелю привязывается протокол IPX командой
BIND IPX ТО IPTUNNEL NET="net_num"
Номер IPX-сети netjmin является общим номером для всех выходов данного
туннеля.
Эта процедура выполняется на всех выходах данного туннеля, после чего ло-
кальные сети, подключенные к серверам-выходам, окажутся связанными В одну
IPX-сеть и их станции получат возможность «прозрачной» связи друг с другом.
Скорость общения по туннелю, естественно, будет определяться пропускной
способностью сети TCP/IP.
2.2. Фирменные протокольные стеки
57
Для построения разветвленного туннеля IPTUNNEL загружается несколько
раз с указанием соответствующих IP-адресов его выходов (параметр PEER), при
этом LOCAL и PORT используются только из первой команды, а использование кон-
трольной суммы соответствует последнему явному ее заданию.
Для подключения к тунйелю одиночной станции (DOS-клиент) на ней необ-
ходимо установить поддержку TCP/IP (загрузить LSL.COM, драйвер платы или
COM-порта и TCPIP.EXE) и загрузить IPTUNNEL.EXE, являющийся логиче-
ским коммуникационным драйвером. В файл NET.CFG вводится секция LINK
DRIVER IPTUNNEL, в которой возможно задание следующих параметров:
Й GATEWAY ''1p_addr" — адрес противоположного выхода из туннеля (по умол-
чанию — 255.255.255.255), для разветвленного туннеля возможно ввести
список до 10 строк;
® PORT "num" — номер используемого UDP-порта (по умолчанию 213);
9 CHECKSUM YES | NO — защита пакета контрольной суммой, /
Затем загружается драйвер IPXODI и связывается с туннелем командой BIND
IPTUNNEL в секции PROTOCOL IPX файла NET.CFG. После успешного выполнения
этих шагов станция получает прозрачный доступ к удаленной сети IPX или дру-
гим удаленным станциям туннеля, используя протокол IPX, Информации о том,
как организовать туннель для станций Windows 95/98/NT и возможно ли это,
автору найти не удалось.
2.2.2. AppleTalk
Протокольный стек AppleTalk является «родным» протоколом сетей компьюте-
ров Macintosh. Этот стек охватывает все уровни модели, начиная от физическо-
го. Стек разрабатывался в середине 80-х годов, позднейшая его реализация Pha-
se 2 была введена в 1989 г. Рассмотрим его послойно.
На физическом уровне могут использоваться следующие сетевые архитектуры:
,	® LocalTalk — сеть на витой паре, скорость до 230,4 кбит/с, интерфейс RS-
485. Метод доступа CSMA/CA (сМ. 1,4), топология — шина. В сети может
быть до 255 узлов, максимальное расстояние — 300 м. Адаптеры Local Talk
встраивались во все компьютеры Apple 80-х и начала 90-х годов.
® EtherTalk — фирменная реализация Ethernet (10 Мбит/с), сменившая Lo-
calTalk. EtherTalk Phase 1 соответствует Ethernet 2.0, EtherTalk Phase 2 —
IEEE 802,3. Узлы EtherTalk Phase 1 и EtherTalk Phase 2 в одной кабельной
сети вместе работать не могут,
 TokenTalk — реализация маркерного кольца (только в Phase 2), совмести-
мая с 802.5 (4 Мбит/с) и IBM Token Ring (16 Мбит/с).
• FDDITalk — реализация FDDI (100 Мбит/с).
' Я Serial (RS-422) — последовательный интерфейс удаленного подключения.
,  На канальном уровне эти технологии поддерживаются протоколами LLAP
(LocalTalk Link Access Protocol), ELAP (EtherTalk Link Access Protocol), TLAP
(TokenTalk Link Access Protocol), FLAP (FDDITalk Link Access Protocol) и
* ARAP (AppleTalk Remote Access Protocol) соответственно.
58
Глава 2. Сетевые протоколы
На сетевом уровне связующей основой протокола является DDP (Data Deli-
very Protocol), подготавливающий пакеты и маршрутизирующий их по сети.
Протокол обеспечивает негарантированную доставку пакетов между узлами не-
зависимо от архитектур нижнего уровня. Протокол AARP (AppleTalk Address
Resolution Protocol) связывает логические сетевые адреса с физическими.
На верхних уровнях (от транспортного и выше) располагается множество про-
токолов, некоторые из них охватывают несколько смежных уровней. Протоколы
ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol) и ATP (AppleTalk Transaction Protocol)
обеспечивают надежную доставку данных (каждый для своих условий примене-
ния). Протоколы NBP (Name Binding Protocol) и ZIP (Zone Information Proto-
col) облегчают адресацию. NBP связывает сетевые адреса с символьными имена-
ми. ZIP используется в больших сетях для деления на зоны. Приложения имеют
сетевой доступ’ к файлам через AFP (AppleTalk Filing Protocol), сервис печати
осуществляется с помощью передачи PostScript-файлов через PAP (Printer Ac-
cess Protocol).
Каждая сеть Phase 1 AppleTalk имеет свой уникальный номер. Каждый узел
сети имеет уникальный 8-битный адрес из диапазона 1-254 включительно (0 и
255 зарезервированы). Адреса 1-127 предназначены для рабочих станций,
128-254 — для серверов. Зоны являются логическим объединением узлов в под-
сеть. Каждый узел может одновременно принадлежать и нескольким зонам, а
может и ни одной. В зону могут входить узлы разных сетей. Деление' на зоны
было введено для облегчения задач адресации и маршрутизации.
Вторая реализация — Phase 2 AppleTalk — внесла некоторые расширения:
9 возможность использования в одном сегменте сети более 254 узлов;
в в одном сегменте сети возможно назначение более одного номера сети;
В маршрутизация (AppleTalk Internet Router) позволяет объединять до
8 сегментов сетей.
Теперь каждому сегменту сети может быть назначен диапазон номеров сети.
Каждый узел может быть связан только с одним номером сети из. этого диапазо-
на, таким образом расширяется возможное число узлов в сегменте (каждый узел
адресуется номером сети и номером узла). Один номер сети используют для
25—50 узлов, если ожидается рост числа узлов, то изначально используются бо-
лее мелкие сети. Для мостов и маршрутизаторов, связывающих сегменты сетей,
имеется ряд ограничений:
Ш Все маршрутизаторы, подключенные к одному сегменту сети, должны для
этих интерфейсов использовать одинаковые диапазоны номеров.
9 Маршрутизаторы должны соединять сегменты с несовпадающими и непе-
рекрывающимися диапазонами номеров сетей.
9 Мосты должны соединять сегменты с совпадающими диапазонами номеров.
После описания TCP/IP'сети AppleTalk Кажутся игрушечными, но, тем не
менее, ряд моделей сетевых устройств поддерживают и этот протокол.
ЧАСТЬ II
Пассивное
оборудование
локальных сетей
к
Ж пассивному оборудованию сетей относятся кабели, разнообразные соедини-
тели и средства преобразования характеристик (переходники), включаемые
между разнотипными кабелями и/или соединителями. Как следует из названия,
пассивное оборудование для своей работы не требует электропитания (правда,
управляемое пассивное оборудование, о котором речь пойдет в 5.5, требует пита-
ния для сервисных целей).
Пассивное оборудование в основном определяется средой передачи данных.
Традиционной и наиболее широко распространенной физической средой переда-
чи информации в сетях являются кабели, Альтернативой кабелю являются бес-
проводная (wireless) связь с помощью инфракрасного излучения и радиосвязь,
но эти виды связи по ряду причин пока чтоиспользуютсявесьма ограниченно.
В течение последнего десятилетия наблюдается тенденция к унификации
пассивного оборудования, позволяющего одно и то же кабельное хозяйство ис-
пользовать для различных технологий. Когда речь идет о пассивном оборудовании
(кабельной системе), используемую на конкретном участке сетевую технологию
называют сетевым приложением (network application). Сетевая технология, ис-
пользуемая конкретным абонентом кабельной системы, называется абонентским
приложением/Системных интеграторов — специалистов по «более высоким ма-
териям»— такая терминология, широко применяемая в описаниях кабельных
систем, может сбить с толку — для них сетевым приложением естественней на-
зывать прикладную программу, использующую ресурсы сети.
Кабелем (cable) называют конструкцию из нескольких проводов (электриче-
ских или оптических), заключенных в общий чулок (jacket), защищающий их от
внешних воздействий. Все многообразие кабелей, применяемых для передачи
информации, в первую очередь разделяется на электрические, называемые мед-
ными (copper cable), и оптоволоконные (fiber-optic cable), кратко, именуемые fi-
ber. «Медь» в данном случае является обобщенным названием проводящего ма-
териала, который может содержать и более ценные металлы — серебро, золото
и др. Слово fiber (волокно) иногда,заменяют транслитерацией «фибра», однако
это не очень удачно — не так давно из фибры (волокнистого материала) делали
чемоданы и другие изделия. В каждой из этих двух больших групп имеется мас-
са разновидностей, о которых пойдет речь в главах 3 и 4. Существуют и Гибрид-
ные кабели, у которых в общей оболочке заключены и оптические, и медные эле-
менты.	f
Элемент кабеля (cable element) — минимальная конструктивная единица ка-
беля, Достаточная для передачи сигнала хотя бы в одном направлении (коакси-
альный кабель, одна пара или четверка проводов, одно оптическое волокно).
61
Кабельная единица (cable unit) — сборка из одного или нескольких однотип-
ных кабельных элементов (например, двух- или четырехпарный кабель «витая
пара»), достаточная для организации одной связи (обслуживания одним прило-
жением одного абонента).
Шнуром (cord) обычно называют сравнительно небольшой отрезок гибкого
кабеля с разъемами на концах. Шнуры Применяются для подключения абонен-
тов к розеткам кабельной проводки (абонентский шнур), коммуникационного
оборудования (сетевой шнур — equipment cord), коммутации портов коммуника-
ционного оборудования (коммутационный шнур — patch cord) и в ряде других
случаев. Поскольку в большинстве Случаев применяются практически однотип-
ные шнуры, в просторечии часто их всех без различия назначения называют
патч-кордами, или коммутационными шнурами, что не корректно.	,
Перемычка (jumper) представляет собой небольшой отрезок кабеля или ка-
бельного элемента (провода), устанавливаемый между парой портов коммутаци-
онной панели относительно постоянно, как правило, с помощью специального
инструмента.
Медные кабели издавна используется в качестве среды- передачи сигналов в
различных диапазонах частот. По геометрии проводников различают коаксиаль-
ные кабели (см. 3.1) и витые пары (см. 3.2). В некоторых областях применяется ц
Twinaxial — два неперевитых проводника, заключенных в общий экран. Основ-
ными электрическими параметрами медного кабеля в данном применении
являются волновое сопротивление (характеристический импеданс), полоса пропу-
скания (максимальная частота сигнала, на которой затухание сигнала еще при-
емлемо), погонное затухание сигнала. Немаловажными характеристиками явля-
ются и чувствительность к электромагнитным помехам, а также собственное
излучение сигнала.
Оптические кабели позволяют передавать сигналы в более широкой полосе
частот и на большие расстояния, обеспечивая полную гальваническую развязку
соединяемых устройств. По оптическим свойствам различают одномодовое (SM,
Single Mode) и многомодовое (ММ, Multi Mode) волокно (см. 4.1). Оптические
кабели характеризуются погонным затуханием сигнала на определенных длинах
волн. Многомодовое волокно характеризуется и полосой-пропускания (параметр
МГцхкм), связывающей допустимую частоту импульсного сигнала и расстояние
передачи. Одномодовое волокно имеет лучшие параметры передачи, но более до-
рогое оконечное и соединительное оборудование. Оптические кабели, а главным
образом их оконечное оборудование, заметно дороже медных. Кроме того, в от-
личие от медных, они не позволяют передавать энергию для питания устройств
(как это используется в телефонии), что также сужает область их применения.
Оптоволокно (лучший изолятор) и медь (лучший доступный проводник) в
современных коммуникациях сосуществуют в постоянном соревновании, допол-
няя друг друга своими сильными сторонами. У оптоволокна перспектив больше
как по эффективности связи, так и по природным ресурсам. Сырьем для произ-
водства' оптоволокна является кварцевый песок, запас которого на Земле по
сравнению с потребностями в нем можно считать неограниченным. Этого не ска-
жешь о меди, запасы которой не смогут выдержать постоянно растущих потреб-
ностей в создании линий связи.
62
Кроме кабелей к среде передачи данных относится и соединительная аппара-
тура (connection hardware). Кабели совместно с соединительной аппаратурой —
разъемными и/или неразъемными соединителями» называемыми коннектора-
ми — образуют кабельную линию. Для использования кабель должен быть окон-
цован (terminated, что иногда переводят как «закончен») — соответствующим
образом подготовленный (разделанной) конец закрепляется .в соединителе
(коннекторе). От качества исполнения этой операции существенно зависят
реальные-параметры кабельной линии. Оконцовка .можт,.быть фабричной
(factory terminate) или выполняться на месте установки (field terminate
оконцовка в «полевых» условиях). Сложность оконцовки зависит,от типа и
качества кабелей ij J^HfiHWppoB, за удобство^ и скорость обычно приходится
платить.
Оборудование
для электрической
передачи
Электрическая передача информации использовалась еще в XIX веке, когда был
изобретен телеграф. Это была передача дискретной информации, к которой впо-
следствии добавилась и передача аналоговых сигналов в телефонии. Развитие
телефонной связи потребовало решения большого числа технических проблем.
Многие технические решения, а также терминология, используемые в современ-
ных сетях передачи информации, пришли из телефонии. Еще несколько лет на-
зад предрекался закат эпохи электрической передачи информации, обусловлен-
ный ограниченной пропускной способностью кабеля. Однако использование
новейших достижений микроэлектроники — быстродействующих сигнальных
процессоров — позволяет отодвинуть, казалось бы, окончательные барьеры про-
пускной способности по крайней мере на порядок, и технологии электрической
передачи продолжают успешно развиваться.
3.1.	Передача данных
по электрическим кабелям
Для передачи электрических сигналов между двумя точками необходимо орга-
низовать замкнутую электрическую цепь, соединяющую передатчик и прием-
ник. Очевидно, что'для связи двух точек необходимо иметь по крайней мере два
64
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
проводника. Сигналы по проводам могут передаваться как в потенциальном
представлении, так и в токовом.
При потенциальном представлении информативным является уровень напря-
жения сигнала, переданный передатчиком и полученный приемником. Передача
с потенциальным представлением может быть как асимметричной, так и симмет-
ричной. При асимметричной передаче один из проводов, соединяющих узлы, на-
значается общим — его Потенциал относительно земли остается более или менее
постоянным. Информативным (полезным сигналом) является потенциал на сиг-
нальном проводе относительно общего провода. В сетевых технологиях асиммет-
ричная передача используется, например, в классической реализации Ethernet
на коаксиальном кабеле. При симметричной, иначе называемой дифференциаль-
ной, или балансной, передаче оба провода цепи являются равноправными, а ин-
формативна разность потенциалов между ними. Передатчики для обоих проводов
генерируют симметричные сигналы, приемники имеют симметричные диффе-
ренциальные входы. Симметрия подразумевает совпадение характеристик цепей для
обоих проводов. Дифференциальная передача применяется в большинстве современ-
ных сетевых технологий (в том числе и во всех версиях Ethernet на витой паре).
Передаваемые по проводам сигналы могут иметь и токовое представление —
здесь информативно наличие или отсутствие тока в цепи. Токовое представле-
ние используется, например, В Интерфейсе «токовая петля», он же ИРПС. Токо-
вые интерфейсы при невысокой пропускной способности (до 10 кбит/с) обеспе-
чивают-большую дальность связи — до нескольких километров. В локальных
сетях наиболее широкое применение получили способы передачи сигналов с по-
тенциальным представлением, на которых и сосредоточим внимание.
Для передачи сигналов используются две основных разновидности кабеля —
коаксиальный кабель и витые пары проводников. Коаксиальный кабель исполь-
зуется для асимметричной передачи, витая пара — для симметричной (баланс-
ной).
Кабели (как и провода), используемые для передачи данных, являются длин-
ными линиями со всеми их характерными особенностями. Из линии связи обычно
стремятся «выжать» максимум пропускной способности; ограничения, с которы-
ми приходится сталкиваться, порождены волновой природой процессов, проте-
кающих при передаче сигналов. Рассмотрим несколько основных моментов.
Большая часть нижеследующих, тезисов актуальна для кабелей типа «витая
пара», некоторые из них применимы и к коаксиальному кабелю.
Кабель имеет набор параметров, распределенных по всей его длине: емкость и
сопротивление изоляции между проводниками, индуктивность и сопротивление
проводников. Эти параметры определяют частотные свойства кабеля, а также
скорость распространения электрического сигнала вдоль линии. Кабели, приме-
няемые в сетях, имеют нормированные частотные параметры, и их, как правило,
стремятся изготавливать с максимальной однородностью свойств по длине. Про-
цессы передачи сигналов при этом можно достаточно точно описывать с помо-
щью модели однородной линий.
Важным параметром кабеля является его волновое сопротивление, называемое
также характеристическим импедансом, которое является комплексной величи-
ной и измеряется в омах. Имея в виду волновое сопротивление, будем для крат-
кости употреблять слово импеданс (impedance), опуская прилагательное «харак-
3.1. Передача данных по электрическим кабелям
65
теристическйй». Отметим, что волновое сопротивление непосредственно не
связано ни с активным сопротивлением проводников, легко измеряемым оммет-
ром, ни с сопротивлением изоляции, которое можно измерить мегомметром. Им-
педанс в основнрм зависит от геометрии проводников кабеля и диэлектрической
проницаемости материала изоляции.
Рассмотрим процесс распространения сигнала в отрезке однородной линии
(рис. 3.1). Пусть на конце А расположен источник сигнала, а на конце В — его
приемник. Одиночный импульс, посланный передатчиком, начнет распростра-
няться вдоль линии С характерной для данного кабеля скоростью. Скорость рас-
пространения сигнала обычно лежит в пределах 60—80 % от скорости света в ва-
кууме. По мере распространения сигнала в линии происходит его затухание —
часть энергии рассеивается в виде потерь. Затухание Att (attenuation) принято
измерять в децибелах (дБ):
Att = -10 lg(PB/PA) = -20 Ig(С/в/С/а),
где РА — мощность переданного сигнала, Рв — мощность принятого сигнала, a UA
и Си — напряжения в точках А и В. Значение затухания, определенное по данной
формуле, всегда будет положительным, поскольку всегда Рв < РА. Затухание
6 дБ соответствует падению амплитуды сигнала вдвое, 20 дБ - в 10 раз. Иногда
затухание в кабеле указывают и отрицательным значением, не вводя знак «-» в
формулу расчета. На знак здесь можно не обращать внимания — чудес не бывает,
и в электрическом кабеле сигнал усилиться не может (отрицательное затухание,
строго говоря, означает усиление). Кабели характеризуются погонным затухани-
ем — затуханием, приведенным к единице длины — дБ/м. Вместо погонного мо-
жет указываться затухание на отрезке определенной длины, например, 1000 футов
(305 м) — размер стандартной упаковки, или 100 м (что является ограничением
на длину кабеля в СКС). Естественно, что затухание стремятся уменьшить —
лучшим будет тот кабель, который имеет меньшее погонное затухание. С повы-
шением частоты затухание увеличивается.
Развитие событий после достижения им конца В зависит от импеданса на-
грузки кабеля (в данном случае — приемника). Если импеданс приемника совпа-
дает с импедансом линии (z), то вся энергия переданного импульса поглотится
приемником,, и на этом путешествие данного импульса по линии закончится
(рис. 3.1, а). Если импеданс Приемника не совпадает с импедансом линии, часть
энергии импульса поглотится приемником, а часть — отразится от конца линии
и начнет распространяться в обратном направлении, в сторону передатчика.
Если импеданс передатчика тоже не совпадает с импедансом линии, то по дости-
жении конца А импульс снова отразится и так, постепенно затухая, будет «мота-
ться» из конца в конец — линия «зазвенит». Полярность отраженного импульса
определяется соотношением импедансов линии и нагрузки. Если импеданс на-
грузки выше, чем импенданс линии, отраженный импульс будет иметь ту же по-
лярность, что и пришедший. В пределе (бесконечно большой импеданс нагруз-
ки) от разомкнутого (оборванного) конца линии сигнал отразится полностью
(рис. 3.1, б). Если импеданс нагрузки ниже, чем импенданс линии, отраженный
импульс будет иметь полярность, обратную полярности пришедшего. В пределе
(нулевой импеданс нагрузки) от короткозамкнутого конца линии сигнал также
отразится полностью, но с обратным знаком (рис. 3.1, в). Те же процессы отраже-
66
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
ния происходят не только на концах линии, но и в любых точках, в которых име-
ется аномалия (отклонение от номинала) импеданса. Отражения сигнала в ко-
нечном счете приводят к искажениям приема, что, естественно, нежелательно.
Понятно, что хороший кабель должен быть действительно однородным. К-ано-
малиям импеданса на самом «теле» кабеля приводят* Нарушения геометрии про-
водников (резкие изгибы, передавливание) и Изоляции (например, удаление час-
ти изоляции в коаксиальном кабеле при его сращивании). Понятно также, чтр
непосредственное соединение отрезков кабеля с разными значениями импеданса
также приведет к аномалии. На концах отрезка источниками отражения могут
являться и разъемы (коннекторы), если их импеданс не соответствует импедансу
кабеля. Конечно же, и соединяемые данным кабелем устройства должны иметь
соответствующий импеданс — при этом вся энергия передатчика будет уходить в
линию, а приемник получит всю энергию, дошедшую до него по линии.
А	в
Рис. 3.1, Прохождение сигнала по длинной линии: а — приемник согласован;
б, а — не согласован е линией	’ ’
Мерой степени согласованности импеданса является ослабление отраженного
сигнала, или возвратные потери RL (Return Loss). Как и затухание, этот пара-
метр также измеряется в децибелах:	, •	,  <
RL =-20 lg(17RA/[7A),	‘
где [/А — амплитуда переданного сигнала, 1/RA — амплитуда отраженного сигнала
на конце А. Большее значение RL означает лучшее согласование кабеля с око-
нечными элементами линии (коннекторами, а также приемопередатчиками).
Возвратные потери — параметр линии (погонное значение не имеет смысла).
Мерой учета неоднородностей кабеля являются структурные возвратные поте-
ри (structural return loss) — отношение мощности сигнала, отраженного в сторо-
ну передатчика неоднородностями кабеля, к мощности передаваемого сигнала.
Как правило, этот параметр определяют для отрезка’длиной 100.м, и на практике
им пользуются нечасто.	, h	-
3.1. Передача данных по электрическим кабелям
67
ПРИМЕЧАНИЕ  ---------з------——;—--------------------------—--------------
Строго говоря, измеряя отражение На конце А, мы не учитываем затухание сигнала в ка-
беле. Для определения степени отражения надо было бы измерить сигнал на подходе к
точке В и отраженный около нее же, но это практически невозможно. Однако измерение
на, конце А правомерно, поскольку погрешность, вносимая затуханием отраженного сиг-
нала (мы видим его уменьшенным на величину Att), компенсирует погрешность, вноси-
мую затуханием прямого (отражался-то сигнал, также ослабленный на величину Att).
Здесь предполагается, что затухание в кабеле не зависит от направления распространения
сигнала.
Теперь рассмотрим ситуацию, когда рядом проходят две линии связи — ши-
роко* распространенный способ передачи данных между двумя точками, причем
одна линия используется для передачи в направлении рт А к В, а другая — в об-
ратном (рис. 3.2). Эта ситуация имеет самое непосредственное отношение к ка-
белям на'витой паре.
,	Рис. 3.2. Перекрестные помехи в кабеле
При передаче сигнала от А к В по паре 1 за счет паразитных емкостных и ин-
дуктивных связей между парами (утечка изоляции обычно заметной роли не иг-
рает) в паре 2 наводится сигнал перекрестной помехи. Этот сигнал можно на-
блюдать на обоих концах кабеля, но по крайней мере по двум причинам
наибольший интерес он представляет на ближнем (к передатчику) конце кабеля.
Во-первых, на ближнем конце пары 2 обычно расположен приемник (Rx), кото-
рый может принять помеху за сигнал, а ца дальнем конце — передатчик (Тх), на
который помеха не влияет. Во-вторых, помеха на ближнем конце будет иметь
большую величину, поскольку уровень сигнала в линии 1 по направлению к кон-
цу В затухает. Мерой этой помехи, называемой перекрестной, является ослабле-
ние перекрестной помехи па ближнем конце — NEXT loss (Near End CrossTalk
loss). Слово «loss», как и «ослабление», благодаря которому в выражении появ-
ляется знак «-», для краткости часто опускают. Термин CrossTalk (перекрест-
ный разговор) пришел из телефонии (сокращенно XTalk или просто XT). NEXT
выражают в децибелах:
NEXT = -20 lg((/XAM),
где UK — амплитуда переданного сигнала, (7ХА — амплитуда помехи на конце А. \
Чем больше значение NEXT, тем лучше кабель — меньше Перекрестных помех.
Как и затухание, значение NEXT пропорционально длине отрезка кабеля, поэто-
му оно указывается для отрезка определенной длины (например, 100 м).
Существует и Параметр "FEXT loss (Far End CrossTalk loss — ослабление пере-
крестной наводки на дальнем конце).
68
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
FEXT = -20 lg([/XB/[/A),	,
где UA — амплитуда переданного сигнала, [/хв — амйлитуда помехи на конце В.
Этот параметр интересен для случая одновременной передачи сигналов по раз-
ным парам в одном направлении. Параметр ELFEXT (Equal Level FEXT) дает
нормированное (приведенное к уровню полезного сигнала) значение FEXT:
ELFEXT=FEXT - Att.
Для кабеля, имеющего более двух пар, параметр NEXT измеряют между все-
ми комбинациями по две пары, а приводят наихудшее (наименьшее абсолютное)
значение. Кроме того, параметр NEXT может быть и асимметричным - различа-
ться при измерениях с разных концов. Это относится не к отдельно взятому от-
резку кабеля, который должен быть однородным и симметричным, а к кабельной
линии, которая может состоять из нескольких отрезков и пассивных средств их
соединения. По этой причине при проверке кабельного соединения NEXT изме-
ряют с двух концов и опять-таки берут наихудшее значение.
Стандартное определение NEXT исходит из того, что, в кабеле в одном на-
правлении в одно время передача данных идет по одной паре, что справедливо,
например, для технологии lOBaseT, lOOBaseTX. Если все пары работают в одну
сторону (при передаче в 100BaseT4), более значимым становится параметр
FEXT. В случае применения многопарного кабеля, одновременно обслужива-
ющего несколько абонентских приложений, перекрёстная помеха будет наво-
диться от нескольких источников. Для нормальной работы в таком случае дол-
жен быть запас по параметру NEXT, определяемый как
ANEXT “6+10 lg(n + 1),
где п - число кабельных единиц, примыкающих к .той кабельной единице, для
которой определяют NEXT. На рис 3.3 приведено сечрние гипотетического гиб-
ридного кабеля, для которого принимает n=2 и. ANEXT = 10,8 дБ. Приведенная
формула используется в стандартах '11801 и '56173, а в '568-А формула исполь-
зуется иная:
ANEXT = 6+10 lg(n),
где п - общее число кабельных единиц. Для многоэлементных кабелей эта фор-
мула дает более жесткие ограничения: в данном примере п=6 и ANEXT = 13,8 дБ.
В ходе дискуссии сентября 1996 г. TR41.8.1 эту формулу рекомендовали привес-
ти в соответствие ,с более мягким европейским и международным вариантом, по-
скольку наиболее ощутимы помехи только от примыкающих элементов. Данные
формулы имеют отношение к «разделяемому кабелю» — применению 4-парного
кабеля для двух двухпарных приложений (например, два абонента Ethernet в од-
ном кабеле). Здесь кабельной единицей считаем две пары, и по обеим формулам
получается ANEXT = 9 дБ. Слагаемое 6 дБ учитывает допущение о том, что уров-
ни сигналов в разных приложениях различаются не более чем на 6 дБ.
Необходимость большого запаса ANEXT осложняет применение многопарно-
го кабеля для работы на высоких частотах (1Q0 МГц). В принципе, возможность
одновременного действия наводки от нескольких кабелей возникает и при па-
раллельной прокладке группы кабелей по одной трассе,, Однако для этого случая
3.1. Передача данных по электрическим кабелям
69
стандарты лишь предписывают не слишком плотно связывать жгуты — требова-
ние довольно расплывчатое.
Рис. 3.3. Сечение гибридного кабеля
Более жесткое определение перекрестных помех заложено в параметрах Ро-
werSum NEXT Loss и PowerSum ELFEXT Loss — PSNEXT и PSELFEXT соот-
ветственно. Как следует иэ названия, здесь при измерении перекрестных помех в
4-парном кабеле измеряется наводка в одной паре при одновременной передаче
сигналдв по трем другйм парам.
Критерием возможности использования кабельйого соединения для двусто-
роннего трафика (передачи по Одной паре и приема по другой) Является пара-
метр ACR (Attemiation-to-Crosstalk Ratio) — отношение затухания сигнала к
ослаблению перекрестной помехи. При переходе к логарифмическим единицам
(децибелам) операция Деления заменяется вычитанием, так что
ACR = NEXT - Att.
' Параметр ACR можно трактовать как отношение сигнал/шум. Положитель-
ное значение ACR означает превышение уровня полезного сигнала над уровнем
помехи. Отрицательное значение ACR означает, что полезный сигнал меньше
помехи, при этом его распознавание становится проблематичным. Как и все
вышеперечисленные параметры, ACR зависит от частоты и с ее повышением по-
нижается. Частота, на которой ACR переходит через нуль в отрицательные зна-
чения, считается предельной допустимой частотой при использовании данного
кабеля (правда, цифровая обработка принятого сигнала позволяет отодвинуть
этот предел). Для относительно надежной работы ACR На максимальной рабо-
чей частоте должен быть не менее +2...+4 дБ. Естественно, значение ACR
Определяется и длиной отрезка кабеля. Поскольку в стандартных кабельных
системах максимальная длина отрезка кабеля не превышает 90 м (почему так,
будет показано поЗже), параметр ACR (частотную характеристику) приводят
именно для отрезка 90 м (или 100 м).
Если на оба проводника пары действует синфазный сигнал помехи — так на-
зываемая продольная помеха, — то абсолютно симметричная линия передачи
(вместе с дифференциальным приемником) эту помеху не почувствует. Из-за
несимметричности (несбалансированности) кабеля часть энергии синфазной по-
мехи преобразуется в дифференциальную (поперечную). Мерой сбалансирован-
ности кабеля является ослабление преобразования продольной помехи LCL
(Longitudinal to differential Conversion Loss). Этот параметр отражает отношение
70
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
продольной помехи к вызванной ею дифференциальной помехе и выражается в
децибелах, (чем больше,-тем лучше).
Вид частотных характеристик кабелей типа «витая пара» — зависимости Att
и NEXT от частоты сигнала — приведены на рис. 3.4.,
ACR для частоты определяется как расстояние между кривыми Att и NEXT.
Привязка характеристик к конкретным частотам определяется конструктивны-
ми параметрами кабеля — диаметром проводников и изоляции, шагом скрутки,
материалом изоляции, наличием и видом экрана. Частотные характеристики ка-
беля имеют зависимость от температуры, а также изменяются со временем в ре-
зультате старения. Дефекты изготовления, а также механические воздействия на
кабель — растяжение, резкие изгибы, передавливание — тоже отражаются на
свойствах кабеля (естественно, только их ухудшают). (
Кроме параметров, связанных с затуханием, отражением и Наводками сигна-
лов, важное значение имеет задержка распространения сигнала — Propagation
Delay. Она задается как время прохождения сигнала по Кабелю определенной
длины (обычно 100 м). Задержка распространения является одним из факторов,
ограничивающих максимально допустимую длину Для конкретной сетевой тех-
нологии (например, в технологии Ethernet превышение допустимой задержки
приводит к нарушению работы системы обнаружения коллизий). Для технологий,
в которых используется одновременная передача данных в одну сторону по не-
скольким элементам кабеля (например, по четырем парам в Ethernet 100BaseT4),
важным параметром является и «перекос» задержки — Propagation Skew раз-
ность между задержками распространения в разных парах.
Важным параметром кабеля является его сопротивление постоянному току
DC Resistance, измеряемое в омах. Оно пропорционально длине кабеля, обратно
пропорционально сечению проводника и зависит от удельного сопротивления
Металла. Сечение проводника определяется его калибром, обычно обозначаемым
3.1. Передача данных по электрическим кабелям	71
согласие стандарту AWG (American Wire Gauge), как показано в табл. 3.1. Для ви-
той пары обычно указывают погонное сопротивление йетли d.e. loop resistance —
сумму сопротивлений обоих проводов пары (Ом/ЮО м). Для коаксиального ка-
беля погонное сопротивление центральной жилы и экрана указывают Отдельно.
Таблица 3.1. Классификация медных проводов по AWG
Номер по AWG	Диаметр, мм	Сечение, мм2	Сопротивление 1 км провода, ОМ	Допустимый ток, А*
46	0,04	0,0013	13700	0,0038
44	0,05	0,0020	8750	0,006
42 ' ,	0,06	0,0028	6070	0,009
41	<0,07	0,0039	4460	0,012
40	0,08	0,0050	3420,	0,015
39	0,09	0,0064	2700	0,019
38	0,10	0,0078	2190	0,024
37	0,11	0,0095	1810	0,028
	0,12	.0,011 ,	1520	0,033
36	0,13	0,013	1300	0,040
35 '	0,14	0,015	1120 .	'	0,045
	0,15	0,018	970	0,054
34	0,16	0,020	844	0,060 ,
	0,17	0,023	757	0,068
33	0,18	* 0,026	676	0,075
* — ” — ’	0,19	0,028	605	0,085
32	6,20	'' *	о;оз1 -	 547	0,093
30	0,25	'	0Д49	351	0,147
29	0,30 ‘	' 0,071 .	'	243 '	0,212
27	0,35 ‘	/,	0,096 .	„„ • 178	0,288
26	0,40	, 0,13	137	0,378
25	0,45	0,16	108	0,477
24 S; , "	0,50	0,20	87,5	0,588
—1	’	0,55	:	' 0124	72,3 ,	,	0,715	•	'
	0,60	‘1	0,28 * ’	.<< 607	; i '•	0,856
22	0,65	0,33	' 51,7	4	1,0 ’
	0,70	0,39 '	44,6	1,16
	0,75	0,44'	38,9	1,32
20	0,80	0,50	34,1	1,51
	0,85 ,,	0,57,	,	30,2	1,70
19	0,90	0,64	. 26,9	1,91
	0,95	0,71	24,3 ;	2,12
18	1,00 >	0,78	21,9	2,36
Продолжение &
7 2 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
Продолжение
Номер по AWG	Диаметр, мм1	Сечение, мм2	Сопротивление 1 км провода, Ом	Допустимый ток, А*
	1,10	0,95	18,1	2,85
	1,20	1,1	15,2	3,38
16	1,30	1,3	13,0	3,97
	1,40	1,5	11,2	4,60
	1,50	1,8	9,70	5,30
14	1,60	2,0	8,54	6,0
	1,70	2,3	7,57	€.7
13	1,80	2,6	6,76	7,6
	1,90	2,8	6,05	8,5
12	2,00	3,1	5,47	9,4
* При допустимой плотности тока 3 А/мм2.
Качество изоляции кабеля характеризуется сопротивлением изоляции d.c. in-
sulation resistance и диэлектрической прочностью Dielectric strength, измеряе-
мыми между двумя проводами кабеля. Сопротивление изоляции уменьшается с
увеличением длины кабеля (проводимость пропорциональна длине),-погонное
сопротивление изоляции измеряется в МОмхкм. Диэлектрическая прочность
определяется как максимальное напряжение постоянного или переменного тока
(обычно сотни вольт), которое изоляция выдерживает без пробоя в течение за-
данного времени (1 мин).
Кабели соединяются между собой и с оконечной аппаратурой с помощью кон-
некторов (соединителей) различных типов. Соединители должны вносить мини-
мальные потери (активное сопротивление исчисляется^ миллиомами) и перекре-
стные помехи. Поскольку рець идет о соединениях, работающих на высоких
частотах с длинными линиями, актуален вопрос согласования импедансов сое-
динителей и кабеля. Нарушение согласования приводит к нежелательным отра-
жениям сигналов, снижающим качество соединений. Соединительная аппарату-
ра специфична для каждого типа кабеля.
3.2.	Несимметричные кабели —
коаксиальные
Коаксиальный кабель в качестве среды передачи данных используется только в
устаревших сетевых технологиях Ethernet 10Base5, Ethernet 10Base2 и ARCnet.
Кроме того, он используется в кабельном телевидении (CATV) и в качестве ан-
тенного кабеля.
3.2.1.	Кабели
Коаксиальный кабель (coaxial cable, или coax) имеет конструкцию, схематически
представленную на рис. 3.5. Здесь электрическими проводниками являются цен-
3.2. Несимметричные кабели — коаксиальные
73
тральная жила и экранирующая оплетка. Диаметр жилы и внутренний диаметр
оплетки, а также диэлектрическая проницаемость изоляции между ними опреде-
ляют частотные свойства кабеля. Материал и сечение проводников и изоляции
определяют потери сигнала в кабеле и его импеданс. В идеальном случае элект-
рическое и магнитное поля, образующиеся при прохождении сигнала, целиком
остаются внутри кабеля, так что коаксиальный кабель не создает электромагнит-
ных помех. Также он малочувствителен ко внешним йомехам (если он находится
в однородном поле помех). На практике, конечно же, коаксиальный кабель и из-
лучает, и принимает помехи, но в относительно небольшой степени. Самый луч-
ший по свойствам коаксиальный кабель, применяемый в телекоммуникациях, —
Толстый желтый кабель Ethernet имеет посеребреную центральную жилу тол-
щиной 2 мм и двойной слой экранирующей оплетки. Коаксиальный кабель ис-
пользуется только при асимметричной передаче' сигналов, поскольку он сам
принципиально асимметричен.
Рис. 3.5. Коаксиальный кабель. 1 — центральная жила, 2 — диэлектрик, 3 — оплетка,
4 — изолирующий защитный чулок
Главный недостаток коаксиального кабеля — ограниченная пропускная спо-
собность — в локальных сетях «потолок» 10 Мбит/с достигнут в технологии Et-
hernet 10Base2 и lOBaseo. В разных приложениях используется коаксиальный
кабель с различными значениями импеданса: 50 Ом — Ethernet, 75 Ом — пере-
дача радио- и телевизионных сигналов, 93 Ом — в ЛВС ARCnet. Типы популяр-
ных коаксиальных кабелей приведены в табл. 3.1. В современных стандартах на
кабели для телекоммуникаций коаксиальные кабели уже не рассматриваются и
тем бйлее не рекомендуются для применения при установке новых сетей. Стан-
дарту EIA/TIA-568A соответствуют только коаксиальные кабели с импедансом
50 Ом, применяемые в технологии Ethernet.
Таблица 3.2. Коаксиальные кабели
Кабель	Импеданс, Ом	’	Диаметр, мм		При^енен^е ..	*
		Внешний "	Центральной жилы1	
RG-6	75			5AJV <спуск) / • « ;
RG-8	50	10	2о/ж	Thick Ethernet (толстый, 10Base5)
RG-11	75	>		CATV (магистраль)
RG-58 /U	50	5	0,66 или 0,695 о/ж	Thin Ethernet (тонкий, 10Base2)
RG-58 A/U	50	5	0,66 или 0,78 м/ж	Thin Ethernet (тонкий, 10Base2)
RG-58 C/U	50	5	0,66 м/ж	Thin Ethernet (тонкий, 10Base2) (военная приемка)
RG-59	75			CATV (тонкий)/ ARCnet
Продолжение &
74
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
Продолжение ’Ъ
Кабель	Импеданс, Ом	Диаметр, мм		i ।	। Применение
		Внешний	Центральной жилы1	
RG-62	9?			ARCnet
РК-50	50			Thin Ethernet (тонкий, 10Base2)
РК-75	75			CATV, ARCnet >
I	5
1 о/ж — одножильный, м/ж — многожильный.
3.2.2.	Аксессуары (коннекторы, терминаторы,
«вампиры») и их применение
Для соединения коаксиального кабеля применяют коаксиальные коннекторы. Их
импеданс должен совпадать, с импедансом кабеля, иначе, в местах соединения
возникнут отраженные сигналы, нарушающие нормальную работу аппаратуры.
Чтобы не возникало отражений на концах, каждый кабельный сегмент должен
оканчиваться терминатором — резистором, сопротивление которого совпадает с
импедансом кабеля. Терминатор может быть внешним — подключаться к кон-
нектору на конце кабеля, или внутренним находиться внутри устройства, под-
ключаемого этим кабелем. Для каждого приложения коаксиального кабеля
характерен свой набор аксессуаров и правил подключения (топологических
ограничений). Здесь будет рассмотрено применение' коаксиала только для
технологии Ethernet. Технология ARCnet, также использующая коаксиальный
кабель, уже давно не развивается и не поддерживается стандартами СКС
Коаксиальные кабели применяются в технологиях Ethernet 10Base5 («тол-
стый» кабель, классический Ethernet) и 10Base2 («тонкий»-кабель, CheaperNet)
со скоростью передачи 10 Мбит/с. Ethernet для коаксиала Допускает только чис-
то шинную топологию, Т-образные ответвления Для подключения абонентов не-
допустимы. Кабельный сегмент (цепочка электрически соединенных отрезков)
должен иметь на концах 50-омные внешние терминаторы (2 шт,-). Неправильно
Терминированный сегмент (терминаторы отсутствуют или их сопротивление не
50 Ом) неработоспособен. К отказу всего сегмента приводит обрыв или короткое
замыкание в любой его части (не смогут связаться абоненты, расположенные
даже с одной стороны обрыва). Каждый сегмент должен заземляться в одной (и
только одной!) точке. Кабели оконцовываются коаксиальными вилками, для
сращивания отрезков кабеля применяют 1-коннекторы (N и BNC, в зависимости
'от типа кабеля). - •
Для «толстого» кабеля RG-8 (thick Ethernet) предназначены разъемы и тер-
минаторы типа «N»' (N-series connector) с винтовой фиксацией соединения
(рис. 3.6). Кабель желтого цвета всегда имеет разметку в виде черных рйсок че-
рез каждые 2,5 м, обозначающих возможные точки подключения (прокалывания
кабеля) или отреза. Максимальная длина кабельного сегмента — 500 1ф количе-
ство точек подключения — до 100. Если в один сегмент с помощью коннекторов
соединяются несколько кабелей, рекомендуется, чтобы их длины были равны
23,4х« метров, где п нечетное целое число. Если это не удается, то можно сое-
динять по любым рискам. Кабель рекомендуется брать от одного производителя,
i 3.2. Несимметричные кабели — коаксиальные
75
чтобы не было неоднородностей скорости распространения сигнала. Эти меры
нацелены на уменьшение влияния отражений на качество сигнала.
Рис. 3.6. Аксессуары N-типа: а — вилка; б — 1-коннектор; в, г — терминаторы;
д переходник к BNC
Для оконцовки кабель разделывается, как показано на рис. 3.7, а (предвари-
тельно надевается кольцо). Затем на центральной жиле обжимается контактная
вставка (рис. 3.7, б), одевается корпус коннектора до щелчка, с которым фикси-
руется вставка (рис. 3.7, в), кольцо надвигается и обжимается (рис. 3,7, г).
Рис. 3.7. Оконцовка коннектором N-типа: а — разделка кабеля; б, в, г — последовательность
сборки
76 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
«Толстый» кабель разрабатывался для подключения методом прокалывания
изоляциц. Для, этого существуют специальные коннекторы-«вампиры», называе-
мые и Тар-адаптерами (tap — прокол), конструкция которых приведена на
рис. 3.8. Кабель укладывается в канал корпуса адаптера, сверху надвигается крыш-
ка, и с помощью винта прижимной блок фиксирует кабель (рис. 3.9). При этом
иголки прокалывают изоляцию и врезаются в экранную оплетку, обеспечивая на-
дежный контакт. Далее специальным инструментом — сверлом, в оправке — через
отверстие в нижней части корпуса проходят внешнюю изоляцию, экран и внут-
реннюю изоляцию. Затем в это отверстие вводят центральный контакт, ввинчивая
его в корпус адаптера. При этом оголенное острие врезается в центральную жилу.
Качество подключения можно проверить тестером, замерив сопротивление между
сигнальным и, экранным контактами, выходящими снизу из корпуса адаптера'.
При подключенных терминаторах (два по 50 Ом) сопротивление должно быть
около 25 Ом. Малое сопротивление указывает на замыкание — оно возможно,
если после сверления не удалить мусор (сверлить кабель нужно снизу). Большое
сопротивление (обрыв) указывает на недостаточность прижима.
*Рис. 3.8. Детали Тар-адаптера: 1 — корпус, 2 — крышка, 3 — прижимной блок,
4 — прижимной винт, 5 — иголки для экрана, б — центральный контакт
Снизу Тар-адаптер Соединяется с трансивером — активным блоком, содержа-
щим приемо-передающие цепи. Трансивер имеет разъем DB-15P (вилка) для
подключения к абонентской аппаратуре (AUI-порту) через трансиверный ка-
бель-спуск (он же tranceiver cable, drop cable, AUI cable) длиной до 50 м
3.2. Несимметричные кабели — коаксиальные
77
(чаще 5-15 м). Этот кабель, имеющий фабричную оконцовку разъемами DB-15S
(розетка к трансиверу) и DB-15P (вилка к AUI-порту) содержит 4 экранирован-
ные витые пары в общей изоляции диаметром около 10 мм. Облегченный (офис-
ный) вариант кабеля имеет длину не более 16 м. Существует три варианта тран-
сиверных кабелей, отвечающих стандартам Ethernet v.l, Ethernet'v.2 и'1ЕЕЕ802.3
(последний больше распространен). Они отличаются Количеством пар проводов
(3 или 4) и способом заземления. Тип кабеля должен соответствовать типу око-
нечного оборудования. Вид аксессуаров Thick Ethernet приведен на рис. 3.10.
Кроме Тар-адаптеров, для трансиверов выпускают адаптеры с парой N-коннек-
торов — они включаются между оконцованными отрезками кабеля; есть адапте-
ры и с BNC-коннекторамй для подключения К «тонкому» кабелю (рис. 3.11).
Для фиксации разъемов трансиверного кабеля применяются защелки (slide,
рис. 3.12 на стр. 79), устанавливаемые на розетках (AUl-порт на сетевой карте,
коннектор на кабеле, обращенный к трансиверу).
8 > 8
Рис. 3.9. Установка Тар-адаптера: а, б, в — последовательность операций; г — инструмент
78
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
Рис. 3.11. Адаптеры для трансивера: а — для «толстого» кабеля; б, в — для «тонкого» кабеля
Для «тонкого» кабеля RG-58 (10Base2, thin. Ethernet) предназначены байо-
нетные разъемы BNC (рис. 3.13), фиксация в которых’осуществляется с помо-
щью выступов на неподвижном гнезде и прорезей на поворотной части вилки.
Минимальная длина отрезка тонкого кабеля — 0,5 м, максимальная длина ка-
бельного сегмента — 185 м (300 м в особых случаях, см. п. 6.6), допустимое число
точек подключения — до 30. Оконцовка кабеля выполняется так же, как и для
N-коннекторов, разделка выполняется согласно рис. 3.14 на стр. 80, обычно, с по-
мощью специального стрипера (см. рис. 3.17 на стр. 82). Дополнительный эле-
мент — резиновая трубка — одевается на кабель до начала разделки. Она предна-
значена для защиты от излома кабеля около коннектора (из экономии ею часто не-
заслуженно пренебрегают). Обжим производится с помощью кримиера (см. рис. 3.18
на стр. 82). Существуют коннекторы, устанавливаемые без кримпера, причем мно-
гократно. В них кабель фиксируется резьбовым зажимом. Есть коннекторы и
под пайку (отечественные СР-50)., но их применения следует избегать из-за не-
3.2. Несимметричные кабели— коаксиальные
79
точного совпадения размеров с импортными и нетехнологичности установки.
Для подключения активного оборудования к кабельной шине применяют Т-кон-
некторы, при необходимости можно воспользоваться и адаптером с внешним
трансивером (см. рис. 3.11). Кроме традиционных Т-коннекторов существуют
тройники различной формы — Y-образные, h-образные (такая форма позволяет
экономить место на панелях устройств с BNC-разъемами).
Рис. 3.13. BNC-коннекторы: а — обжимной, б — 1-коннектор, в — навинчивающийся,
г, & — Т-коннекТоры, е — гнездо, ж, з терминаторы
При использовании «тонкого» кабеля стационарная проводка требует уста-
новки пары коаксиальных розеток для каждого рабочего места (рис. 3.15). К каж-
дому абоненту сети должно подходить два отрезка кабеля, что неудобно. Если
абонент отключается от кабеля, то розетки соединяются Шнуром с BNC- коннек-
торами, длина которого формально должна быть не менее <0,5 м (практически, он
80
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
может быть и короче, но в длинном сегменте с большим числом абонентов воз-
можны проблемы со связью). Металлические корпуса разъемов, расходящиеся
в противоположные стороны Т-коннектора, не должны контактировать с други-
ми разъемами и корпусом (заземленным!) абонентской аппаратуры. Все эти не-
удобства устраняются применением специальных коннекторов, выпускаемых
рядом фирм под собственными названиями: LAN-LINE фирмы АМР, ЕТАР
фирмы MOD-TAP. Стационарная разводка прокладывается между специальны-
ми настенными розетками, с которыми BNC-разъемы абонентов соединяются
специальным переходным шнуром (рис. 3.16). Розетка устанавливается в месте
разреза кабеля, на крайних розетках сегмента вместо одного из кабелей устанав-
ливается терминатор, оформленный в виде гайки. В розетках экраны обоих кон-
цов соединяются постоянно, а центральные жилы коммутируются пружинным
размыкателем. При отсутствии вилки в розетке контакты центральных жил со-
единяются между собой и сигнал проходит через розетку напрямую. Когда вилка
вставлена, внутренний контакт разрывается и в разрыв включается петля або-
нентского шнура (внешне он выглядит как одиночный кабель с BNC-разъемом).
Таким образом можно подключать и отключать абонентов без нарушения рабо-
ты сети. Кроме того, «фирменный» шнур и меньшее число соединителей для ка-
ждого абонента имеют более высокую надежность, чем пара шнуров с BNC-koh-
некторами и Т-коннектором, используемые при обычном соединении. Однако
дешевой сеть с такими коннекторами не назовешь («тонкий» Ethernet называют
Cheapernet — дешевая сеть). При подсчете длины сегмента, кроме длины «базо-
вого» коаксиального кабеля, соединяющего розетки, необходимо суммировать и
длины всех абонентских шнуров. В случае применения LAN-LINE или ЕТАР
учитываемая длина абонентского шнура равна удвоенной видимой его длине.
Корпус
Контакт Обжимное
Рис. 3.14. Детали байонетного коннектора и разделка кабеля
Рис. 3.15. «Тонкий» Ethernet со стационарной проводкой
«Толстый» Ethernet применялся для прокладки базовых сегментов (backbo-
ne). Прокалывание является классическим и гибким способом подключения, по-
скольку может выполняться в любое время (и при работающей сети) в любом
разрешенном месте кабеля (по риске), а при ненадобности трансивер может
быть просто снят. Основные преимущества — большая длина сегмента, хорошая
3.2. Несимметричные кабели — коаксиальные
81
помехозащищенность кабеля и высокое напряжение изоляции трансивера. В на-
стоящее время он практически не используется ввиду высокой цены (трансиве-
ры и спуски даже подорожали) и невысокой пропускной способности. «Тонкий»
Ethernet широко применяется для подключения станций и прокладки базовой
сети между хабами, это самый дешевый (по установке, но не эксплуатации) ва-
риант сети на 10 Мбит/С.
Рис. 3.16. Проводка с розетками LAN-LINE и ETAP: 1 — стационарный кабель, 2 — розетка,
3 — вилка, 4 — абонентский шнур (двойной коаксиальный кабель),
5 — BNC-коннектор в изоляции
В одном сегменте возможно использование и «толстого», и «тонкого» кабе-
лей, Для перехода между ними применяют соответствующие адаптеры — 1-кон-
некторы с гнездом типа N на одном конце и BNC — на другом. В гибридном ва-
рианте («толстый»+«тонкий») максимальная длина (в метрах) «тонкого» кабеля
определяется по формуле
MaxThinLen = (500 - ThickLen)/3,28,
где ThickLen — длина толстого кабеля (в метрах). Допустимое количество узлов
в сегменте — от 30 до 100, в зависимости от соотношения длины тонкого и тол-
стого отрезков. Общие правила подключения аналогичны «Чистым» вариантам.
При необходимости интеграции сегмента коаксиального кабеля в СКС на ви-
той паре могут применяться пассивные преобразователи*(balun — Balanced-Un-
82 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
balanced). Преобразователь имеет на одном конце коаксиальный BNC-разъем, на
другом — модульную вилку (изделие фирмы АМР) или розетку (изделие МО1>-
ТАР). Пара преобразователей соединяется между собой’двумя витыми парами
(UTP 100 Ом или STP 150 Ом, в зависимости от модели). На таком гибридном,
сегменте в его коаксиальной части может быть собрано в цепочку до шести
(для изделий АМР) абонентов. Данных по ограничению общей длиной сегмента
нет, но, очевидно, не стоит доходить до стандартного 185-метрового предела. За-
метим, что совместимости с 10BaseT эти переходники не обеспечивают.
3.2.3.	Инструменты, монтаж и тестирование
Для разделки коаксиальных кабелей Существуют специальные стриперы (рис. 3.17).
Они имеют набор ножей, подрезающих слои на различную глубину.’ Конец кабеля
«закусывается» стрипером, и после несколькйх оборотов инструмент снимается.
Далее подрезанные слои легко снимаются рукой (не С'трИпером, чтобы не повре-
дить ножи), и конец кабеля готов для заделки в разъем. Стриперы предназначе-
ны для конкретных типов кабеля, некоторые м'Оделй Имеют переключаемую на-
стройку. Более дорогой инструмент позволяет регулировал» положение ножей.
Рис. 3.17. Стрипер для разделки коаксиального кабеля
Для обжима центральных контактов и колец фиксации экрана существуют спе-
циальные кримперы (рис. 3.18), опять-таки специфичные для каждого типа коннек-
торов. Конструкция инструмента (наличие трещотки) требует обязательного дожи-
ма до конца хода, иначе инструмент сам не раскроется. Не доживая, инструмент
можно открыть, нажав на маленький рычажок трещотки. Внешние кольца лучше
обжимать дважды, второй раз после поворота коннектора на 60° (или 120°).
Обжим RG59/U
RG62/U
Обжим RS-58
Обжим
основного
контакта
Рис. 3.18. Кримпер для коаксиальных разъемов
3.2. Несимметричные кабели — коаксиальные
83
Маленькие хитрости. Если обжимной инструмент и коннекторы выпускаются
разными фирмами, возможно, что обжим, не удастся: диаметр обжимаемой дета-
ли может оказаться малойатым. Тогда перед обжимом на нее можно намотать ви-
ток к витку проволочку подходящего диаметра (или полоску фольги), остатки
которой после обжима удалить. Несогласованность в другую сторону может
приводить к перекусыванию контакта вместо обжатия. Если внутренний диа-
метр обжимного контакта больше диаметра центральной жилы кабеля, то для
обеспечения надежного контакта можно вставить проволочку-заполнитель (не-
изолированную). Однако, если важна производительность труда, лучше позабо-
титься о «правильном» инструменте и коннекторах.
Тестирование кабельной проводки на коаксиальном- кабеле в первом прибли-
жении выполняется обычным омметром. Для сегментов на «толстом» кабеле, об-
ладающих очень низким сопротивлением проводников (сопротивление цен-
тральной жилы 500-метрового отрезка меньше 3 Ом), удобно тестирование с
установленными терминаторами. Сопротивление, измеренное между централь-
ной жилой и экраном на Т-коннекторе или между иголками «вампира», должно
быть близко к 25 Ом. Сопротивление можно измерять даже при работающей
сети (хотя во время измерений, конечно, в сети появятся ошибочные пакеты)..
Сопротивление центральной жилы «тонкого» кабеля может достигать 20 Ом
(180-метровый сегмент), так что здесь ожидаемое значение будет несколько
больше (до 35-40 Ом при установленных терминаторах). Перед установкой тер-
минаторов рекомендуется измерить их сопротивление — известно много случа-
ев, когда при нанесенной маркировке «50» реальное сопротивление было 75 или
93 Ом, что для Ethernet недопустимо. Из-за большого сопротивления кабеля при
измерении сопротивления с установленными терминаторами можно и не заме-
тить короткого замыкания на дальнем конце. По этой причине стоит сначала из-
мерить сопротивление без терминаторов (тестер покажет обрыв), затем с одним
(50-70 Ом) и двумя Герминаторами (25-40 Ом). Если подключение терминато-
ра не заметно по измерению сопротивления, значит, в сегменте есть обрыв. Об-
рыв ищется перестановкой Терминатора ближе к точке, где производится изме-
рение.	'
Измерение активного сопротивления достаточно, лишь если есть уверенность
в качестве кабеля и коннекторов, Известны значения их импедансов, а длина сег-
мента не превышает предельно допустимых значений. Если же по сопротивле-
нию все в порядке, а в сегменте наблюдаются проблемы с соединениями, для тес-
тирования удобен рефлектометр-локатор TDR (Time Dortiain Reflectometer).
Этот прибор посылает в кабель короткие импульсы и позволяет Наблюдать за от-
кликом, разворачивая его на экране дисплея. Рефлектометр подключают на од-
ном конце сегмента со снятыми терминаторами. На исправном сегменте на экра-
не будет четко виден импульс, отраженный от противоположного конца. Его
полярность совпадает с полярностью исходного импульса, а по горизонтальной
Координате отклика можно'судить о длине сегмента (или расстоянии до ближай-
шего обрыва). Если на дальнем конце установлен терминатор, отклика не будет
(нет отражения от согласованного конца). Если в сегменте есть короткое замы-
кание, то на его местоположение укажет отклик с обратной полярностью. Каж-
дая неоднородность отзовется своим всплеском, амплитуда и полярность кото-
рого будут соответствовать степени рассогласования импеданса. По экрану
84
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
рефлектометра можно увидеть и присутствие отрезка «неправильного» кабеля.
Рефлектометр имеется в составе довольно дорогих приборов для проведения ди-
намических испытаний кабельнрй проводки (например, Fluke DSP-100, см. при-
ложение А.З).
3.3.	Симметричные кабели —
витая пара
Витая пара в качестве среды передачи используется во всех современных сете-
вых технологиях, а также в аналоговой и цифровой телефонии. Унификация
пассивных элементов сети на витой паре стала основой для концепции постороения
структурированных кабельных систем (см. 5.1), независимых от приложений
(сетевых технологий). Любые сети на витой паре (кроме устаревшей LocalTalk)
основаны на звездообразной физической топологии, которая при соответствую-
щем активном оборудовании может служить основой для любой логической то-
пологии.	'	‘ ,
3.3.1.	Кабели
Кабели на скрученной, или витой паре (Twisted Pair cable или ТР), в отличие от
коаксиального кабеля, симметричны и используются для дифференциальной
(балансной) передачи сигнала. Отсюда и происходит иное название этих кабе-
лей — симметричные (balanced cable), под которое подпадают и редко используе-
мые кабели из четверок проводов. Иногда это название переводят как «сбаланси-
рованные», но это слово характеризует скорее свойство (качество), чем принцип.
Скрученная пара проводов по свойствам существенно отличается от пары тех же
прямых проводов, идущих рядом параллельно друг другу. При скручивании ока-
зывается, что проводники идут всегда под некоторым углом друг к другу, что
снижает емкостную и индуктивную связь между ними. Кроме того, значитель-
ный отрезок такого кабеля для внешних полей оказывается симметричным
(круглым), что снижает его чувствительность к наводкам (по дифференциаль-
ной цомехе) и внешние излучения при прохождении сигнала. Чем мельче шаг
скрутки, тем меньше перекрестные помехи, но и больше погонное затухание ка-
беля, а также время распространения сигнала. Кабель может иметь различное
исполнение, отдельные пары могут иметь экран из медной проволоки и/или фо-
льги. В общий экран могут быть заключены и все пары кабеля. Впервые в сете-
вых технологиях витая пара была применена в сетях Token Ring — так называе-
мый кабель IBM STP Туре 1. Это был (и есть) дорогой и громоздкий кабель,
требующий применения довольно крупных коннекторов. В настоящее время ка-
бели на витой паре постоянно совершенствуются, главным образом в сторону
расширения полосы пропускания. 100 МГц — это уже обычное значение для по-
лосы пропускания кабеля, прорабатываются стандарты на кабели с полосой до
600 МГц. Определим некоторые понятия, имеющие отношение к кабелям и про-
водам на основе витой пары.
3.3. Симметричные кабели — витая пара
85
Провод витая пара представляет собой два скрученных изолированных про-
водника. Такой провод применяют для кроссировки (cross-wires) внутри комму-
тационных шкафов или стоек, но никак не для прокладки соединений между по-
мещениями. Кроссировочный провод может состоять из одной, двух, трех и даже
четырех витых пар.
Кабель отличается от провода наличием внешнего изоляционного чулка (jac-
ket). Этот чулок главным образом защищает провода (элементы кабеля) от меха-
нических воздействий и Влагй. Наибольшее распространение получили кабели,
содержащие две или четыре витые пары. Существуют кабели и на большое число
пар — 25 пар и более.
Шнур (cord) представляет собой отрезок гибкого (многожильного) кабеля от-
носительно небольшой длины. Типичный пример — коммутационный шнур
(patch cord) — отрезок многожильного 4-парного кабеля длиной 1-5 м с модуль-
ными 8-контактными вилками (RJ-45) на концах.
Категория (Category) витой нары определяет частотный диапазон, в котором
ее применение эффективно (ACR имеет положительное значение). В настоящее
время действуют стандартные определения 6 категорий кабеля (Category 1... Ca-
tegory 5е), прорабатывается 6-я категория и ожидается появление кабелей кате-
гории 7. Частотные диапазоны применимости кабелей различных категорий
приведены в табл. 3.3. Категории определяются стандартом EIA/TIA 568А. В по-
следней графе приводится классификация линий связи, обеспечиваемых этими
кабелями, по стандарту .ISO 11801 и EN 50173.
Употребление в характеристиках или наименовании кабеля слова PowerSum
означает более жесткий подход к определению перекрестных наводок (см.
выше). Кабели категории 5 PowerSum имеют больший запас по NEXT и ACR,
чем обычные кабели категории 5. Эти 4-парные кабели гарантируют работоспо-
собность разделяемого кабеля (см. 5.3.2) для lOOBaseTX.
Таблица 3.3. Классификация кабелей на витой паре
Категория	Класс линии	Полоса частот, МГц	Типовое сетевое приложение
1	А	0,1	Аналоговая телефония
2	В	1	Цифровая телефония, ISDN
3	С	16	10Base-T (Ethernet)
4	-	20	Token Ring 16 Мбит/с
5	D	100	100Base-T.X (Fast Ethernet)
5е	,,	D .	125	1000Base-TX (Gigabit Ethernet)
61	Е1	200 (250)	
71	F1	600	-
‘Категории 6 и 7 еще не стандартизованы.
Кроме общепринятых обозначений кабелей по категориям, существует и
классификация кабелей по типам (Туре), введенная фирмой IBM (табл. 3.4).
В эту классификацию кроме медных кабелей попали и оптоволоконные. Поня-
тия тип (Туре) и категория (Category) иногда путают, но в названиях кабелей по
классификации IBM обычно присутствует имя этой фирмы и слово «Туре».
86 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
Таблица 3.4. Кабельная система IBM
Тип	Конструкция	Применение'
Туре 1	22 AWG одножильный. 2 пары STP 150 Ом в индивидуальном фольговом и общем плетеном экране	Token Ring, стационарная проводка, Очень жесткий и громоздкий, но име- ет лучшие характеристики передачи
Туре 2	22 AWG одножильный. 2 пары STP 150 Ом в индивидуальном фольговом и общем плетеном экране + 2 пары UTP	Телефония + Token Ring, стацио- нарная проводка. Очень толстый, тяжелый и жесткий 1 
Туре 3	22 или 24 AWG. 2, 3 или 4 пары UTP	Телефойия, с фильтрами может исполь- зоваться и для Token Ring 16 Мбит/с (ие рекомендуется)
Туре 5	2 оптоволокна 100/140 мкм	Token Ring
Туре 6	26 AWG многожильный. 2 пары STP 150 Ом	Шнуры и перемычки для Token Ring
Type 6А	26AWG многожильный. 2 пары STP 150 Ом без индивидуальных экранов	Шнуры и перемычки для Token Ring
Туре 8	26AWG, многожильный плоский. 2 пары STP 150 Ом	Подковерный для шнуров Token Ring
Туре 9	26AWG многожильный или одножильный. 2 пары STP 150 Ом	Облегченная проводка для Token Ring (plenum), перемычки и коммутациойные шнуры
Иногда в обозначениях типов кабеля присутствуют цифры, вводящие в
заблуждение. Так, например, фирмой MOHAWK/CDT выпускается кабель
MegaLAN40Q, который тестирован в диапазоне Частот до 400 МГц. Однако это
означает, что его характеристики нормированы в этом дйапазбне, но на 400 МГц
у него ACR будет уже отрицательным. Фактически этот кабель применим для
частот до 200 МГц (на 155 МГц у него ACR не меньше 10 дБ).
Витая пара может быть как экранированной (shielded), так и неэкранирован-
ной (unshielded), Вид кабелей приведен на рис. 3.19. Терминология конструкций
экрана неоднозначна, здесь используются сДова braid (оплетка), shield и screen
(экран, защита), foil (фольга), tinned drain wire (лущеный ^Дренажный» цровод,
идущий вдоль фольги и Слегка ее обвивающий).
Рис. 3.19. Кабели витая пара: а — UTP категории 3-5, б — UTP категории б, е — ScTP, FTP,
г — SFTP, д — STP Туре 1, е — PiMF. 1 — провод в изоляции, 2 — внешняя оболочка,
3 — сепаратор, 4 — экран из' фольги, 5 — дренажный'провод,
б — экранирующая оплетка
Неэкранированная витая пара (НВП) больше известна по аббревиатуре UTP
(Unshielded Twisted Pair). Если кабель заключен в общий экран, но пары не име-
3.3. Симметричные кабели — витая пара
87
ют индивидуальных экранов, то, согласно стандарту (ISO 11801), он тоже отно-
сится к неэкранированным витым парам и обозначается UTP или S/UTP (прав-
да, АМР такой кабель обозначает как STP, но со словесными примечаниями).
Сюда же относится ScTP (Screened Twisted Pair) или FTP (Foiled Twisted Pair) —
кабель, в котором витые пары заключены в общий экран из фольги, а также SFTP
(Shielded Foil Twisted Pair) — кабель, у которого общий экран состоит из фольги
и оплетки.
Экранированная витая пара (ЭВП), она же STP (Shielded Twisted Pair), имеет
множество разновидностей, но каждая пара обязательно имеет собственный экран:
	STP с обозначением вида «Туре хх» — «классическая» витая пара, введен-
ная IBM для сетей TokenRing. Каждая пара этого кабеля заключена в от-
дельный экран из фольги (кроме типа 6А), обе пары заключены в общий
плетеный проволочный экран, снаружи все покрыто изоляционным чул-
ком, импеданс — 150 Ом. Провод может быть одножильным или многожиль-
ным калибра 22-26 AWG. Одножильный кабель 22 AWG может иметь по-
лосу пропускания до 300 МГц.
В STP категории 5 — общее название для кабеля с импедансом 100 Ом, име-
ющего отдельный экран для каждой пары, который может иметь различ-
ное исполнение (фольга, оплетка, цх комбинация). Иногда под этим же на-
званием идет кабель, имеющий только общий экран (фирма АМР).
*	PiMF (Pair in Metal Foil) кабель, в котором каждая Пара завернута В по-
лоску металлической фольги, а все пары находятся в общем экранирую-
щем чулке. От STP Туре 1 этот кабель отличается числом пар (здесь их че-
тыре) и более широкой полосой частот (выпускается и на 600 МГц).
	SSTP (Shielded-Screened Twisted Pair) категории 7 — кабель, аналогичный PiMF.
Кабели могут иметь различные номиналы импеданса. Стандарт EIA/TIA-568A
определяет два значения — 100 и 150 Ом, стандарты ISO1 1801 и EN 50173 до-
бавляют еще и 120 Ом. Требования к точности выдерживания импеданса в рабо-
чей полосе частот обычно лежат в диапазоне ±15 % от номинала. Заметим, что
кабель UTP чаще всего имеет импеданс 100 Ом, а экранированный кабель STP
первоначально существовал только с импедансом 150 Ом. В настоящее время су-
ществуют типы экранированного кабеля и с импедансом 100 и 120 Ом. Оконеч-
ное оборудование выпускается в модификациях как для экранированной (STP),
так и, неэкранированной (UTP) витой пары. С кабелем, имеющим хотя бы один
экран (STP, ScTP, FTP, PiMF), используются разъемы, обеспечивающие соеди-
нение экранов и (не всегда) экранирование. Импеданс применяемого кабеля
должен соответствовать импедансу соединяемого им оборудования, в противном
случае помехи, возникающие от отраженного сигнала (см. выше), могут привес-
ти к неработоспособности соединений. Особенно это критично для высоких час-
тот (100 МГц и выше).
При необходимости использования кабеля, и аппаратуры с несовпадающими
значениями импеданса следует применять согласователи импедансов — волновые
адаптеры. Такой согласователь представляет собой небольшое пассивное устрой-
ство (чаще всего согласующий трансформатор), включаемое между стыкуемы-
ми цепями. Существуют разнообразные согласователи, из которых наиболее
88
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
распространены переходники 100/150 Ом для витой пары. Существуют и пере-
ходники 50 Ом коаксиальный кабель/100 (150) Ом витая пара, позволяющие
подключать сегмент сети Ethernet 10Base2 или 10Base5 через витую пару (но не
к сети lOBaseTI). Эти переходники имеют название Balun (balance-unbalance).
Наибольшее распространение получили кабели с числом пар 2 и 4. Существу-
ют и двойные конструкции — два кабеля по две или четыре пары заключены
в смежные изоляционные чулки. В общий чулок могут быть заключены и кабе-
ли STP+UTP. Из многопарных популярны 25-парные, а также сборки по 6 штук
4-парных. Кабели с большим числом пар (50, 100) применяются только в теле-
фонии, поскольку изготовление многопарных кабелей высоких категорий — за-
дача очень сложная.
Каждая пара кабеля имеет свой шаг скрутки, Отличающийся от соседних.
Этци обеспечивается снижение взаимной индуктивности и емкости проводов
пар, а следовательно, и снижение перекрестных наводок. Поскольку от Щага
скрутки зависят волновые характеристики пары (скорость распространения, им-
педанс, затухание), пары в кабеле не идентичны. Каждая пара в отрезке кабеля
имеет свою «электрическую длину», определяемую через время распространения
сигнала и Номинальную (для данного кабеля) скорость распространения волны.
«Электрическая длина» пары будет отличаться от «механической», измеренной
рулеткой. Иногда применяют переменный шаг скрутки для каждой пары — это
выравнивает усредненные параметры пар при сохранении допустимого уровня
перекрестных помех. Кабели разных производителей по щагу скрутки различа-
ются (табл. 3.5).
Таблица 3.5. Шаг скрутки (мм) витых пар в кабелях категории 5
Фирма-изготовитель	Цвет пары			
	Синий	Оранжевый	Зеленый	Коричневый
BICC Brand Rex	18	15	20 '	12
Belden	25	20	16	32
General Cable	14	17	1?	20
Lucent Technologies	15	13 ,	20	24
Mohawk/CDT	25	17	28	20
Кабели чаще всего бывают круглыми — в них элементы собираются в пучок.
Существуют и плоские кабели, используемые в телефонии для подключения
оконечного оборудования, но в них пары проводов обычно не скручены, так что
высокие рабочие частоты для них не реализуемы. Существуют и специальные
плоские кабели для прокладки коммуникаций под ковровыми покрытиями (un-
dercarpet cable), среди которых есть и кабели категорий 3 и 5.
По калибру — сечению проводников — кабели маркируются в соответствии со
стандартом AWG (American Wire Gauge — американские калибры проводов).
В основном применяются проводники 26 AWG (сечение 0,13 мм2, погонное со-
противление 137 Ом/км), 24 AWG (0,2-0,28 мм2, 60-88 Ом/км) и 22 AWG
(0,33-0,44 мм2, 39-52 Ом/км). Однако калибр проводника не дает информации
о толщине провода в изоляции, что весьма существенно при заделке концов ка-
3.3. Симметричные кабели — витая пара
89
беля в модульные вилки, и внешнем диаметре кабеля,,по которому можно рас-
считать сечение требуемых кабельных, каналов.
Проводники могут быть жесткими одножильными {solid) или гибкими много-
жильными {stranded или flex), состоящими обычно из 7 проволочек (7-strand).
Кабель с одножильными проводами обладает лучшими и более стабильными ха-
рактеристиками. Его применяют в основном для стационарной проводки (он и
дешевле многожильного), которая составляет наибольшую часть в кабельных
линиях. Многожильный гибкий кабель применяют для соединения оборудова-
ния (абонентского и телекоммуникационного) со стационарной проводкой и
коммутационных шнуров.
Для многопарных кабелей стандартизована цветовая маркировка проводов,
позволяющая быстро и безошибочно выполнять их разделку без предваритель-
ной прозвонки. Каждая пара имеет условно прямой (Tip) и обратный (Ring)
провод. Маркировка для 25-парного кабеля приведена в табл. 3.6, для 4-парно-
го — в табл. 3.7, кроме основного варианта имеется и альтернативная маркиров-
ка. Дешевые «беспородные» кабели зачастую имеют невнятную маркировку — в
паре с каждым цветным проводом идет просто белый, что осложняет визуаль-
ный контроль правильности разделки.
Таблица 3.6. Цветовая маркировка 25-парного кабеля
Номер пары	• *	Цвет: основной/полоски.	
	Прямой (Пр)	Обратный (Ring)
1	Белый/синий	Синий/белый
2	Белый/оранжевый	Оранжевый/белый
3	Белый/зеленый '	Зелеиый/белый
4	Белый/коричневый	Коричиевый/белый
5	Белый/серый	Серый/белый
6	Красный/синий	Синий/красный
7 •	Красный/оранжевый	Оранжевый/красный
8	Красный/зеленый	Зеленый/красный
9	Красный/коричневый	Коричневый/красный
10	Красный/серый	Серый/красный
И	Черный/синий	Синий/черный
12	Черный/оранжевый	Оранжевый/черный
13	Черный/зеленый	Зеленый/черный
14	Черный/коричневый	Коричневый/черный
15	Черный/серый	Серый/черный
16	Желтый/синий 1	Синий/желтый
17.	Желтый/оранжевый	Оранжевый/желтый
18	Желтый/зеленый	Зеленый/желтый	f
19	ЖелТый/коричневый	Коричневый /желтый
20	Желтый/серый	Серый/желтый
21	ФиОлетбвый/синий-	Синий/фиолетовый
Продолжение #
90
Глава 3. Оборудование для электрической Рередачи
Продолжение
Номер пары	Цвет: основной/полоски	
	Прямой (Tip)	Обратный (Ring)
22	Фиолетовый/оранжевый	Оранжевый/фиолетовый
23	Фиолетовый/зеленый	Зеленый/фиолетовый
24	Фиолетовый/коричневый	Коричневый/фиолетовый
25	Фиолетовый/серый	Серый/фцолетовый
Таблица 3.7. Цветовая маркировка 4-парного кабеля
Номер пары	Цвет: основной/полоски			
	Основной вариант		Альтернативный вариант	
	Прямой (Tip)	Обратный (Ring)	Прямой (Tip)	Обратный (Ring)
1	Белый/синий	. Синий	Зеленый	Красный
2	Белый/оранжевый	Оранжевый	Черный	Желтый
.3	Белый/зеледый	Зеленый	1>елый	Синий
4	Белый/коричневый	Коричневый	Оранжевый	Коричневый
3.3.2.	Соединительная аппаратура
Соединительная аппаратура обеспечивает возможность подключения к кабелям,
то есть предоставляет кабельные интерфейсы. Для витой пары имеется широ-
кий ассортимент коннекторов, предназначенных как для неразъемного, так и
разъемного соединения проводов, кабелей и шнуров. Из неразъемных коннекто-
ров распространены соединители типов S110, S66 и Krone, являющиеся про-
мышленными стандартами. Среди разъемных наиболее популярны стандартизо-
ванные модульные соединители (RJ-11, RJ-45 и др.). Встречаются и коннекторы
фирмы IBM, введенное с сетями Token Ring, а также некоторые специфические
нестандартизованные коннекторы. Многопарные кабели часто соединяют 25-
парными разъемами Telco (RJ-21). Для соединения кабелей и проводов в муфтах
применяют различные сплайсы (клеммники). Большинство коннекторов уста-
навливаются без применения пайки и по принципу обеспечения контакта отно-
сятся к классу ID С (Insulate Displacing Connector — соединитель, смещающий
изоляцию). Для оконцовки изоляция с проводов не снимается — она смещается
во время заделки самими ножами контактов коннектора. Процедура заделки
(оконцовки) проводов в коннекторы типов S110, S66, Krone и подобных с помо-
щью специальных ударных инструментов (см. 3.3.4) называется также и забивкой
(punch down), а блоки с этими коннекторами называются PDS (Punch Down System).
К соединительной аппаратуре относятся и различные адаптеры, позволяю-
щие стыковать разнотипные кабельные интерфейсы.
Коннекторы типов S110 и S210
Коннекторы типа S110, или просто «110», в полном варианте предназначены для
соединения в одну цепь двух проводов. Представление о конструкции коннекто-
ра дает рис. 3.20, а. Провода А (обычно этЬ провода стационарных кабелей)
3.3. Симметричные кабели *- витая пара
91
укладываются в основание (wiring block) — пластмассовую линейку с прорезя-
ми. После укладки всех проводов и забивки их ударным инструментом (с отсече-
нием лишних кончиков) надевается блок коннекторов (connection block). Блок
коннекторов содержит несколько пар ножевых контактов, которые при установ-
ке врезаются в изоляцию уложенных проводов А, обеспечивая надежный кон-
такт. Таким образом, мы Имеем сверху ряд свободных прорезей коннекторов для
проводов В, а оконцованные провода А остаются снизу и практически недоступ-
ны для перемонтажа. Блок коннекторов на основании фиксируется рядом круг-
лых зацепов, и снять его с собранной панели без специального инструмента, не
поломав, затруднительно. Блоки коннекторов обычно собираются параллельны-
ми рядами (см. рис. 3.21), между парами рядов в прозрачных пластиковых дер-
жателях устанавливаются маркировочные шильдики. Шильдики прикрывают
нижние (стационарные) кабели от посторонних глаз и случайных воздействий.
Сверху в прорези блока коннекторов тем же ударным инструментом забиваются
провода В второго кабеля, или кроссировочные провода (перемычки). Коннекто-
ры S110 позволяют присоединять как одножильные, так и многожильные прово-
да калибров 22-26 AWG (диаметр проводника 0,64-0,4 мм). Шаг контактов
стандартизован — 0,15” (3,81 мм), что позволяет использовать инструмент с на-
садками для- групповой заделки нескольких пар проводов».
Рис. 3.20. Коннектор ножевого типа: а — устройство, б — блок S110, в — блок S210, г — блок,
, S110 для установки на печатную плату. 1 — основание для укладки проводов, 2 — ножевой
контакт, 3 — корпус блока коннекторов, 4 — экранирующий обод (только у S210)
Обычно коннекторы типа S110 отвечают требованиям категории 5. Лучшие
характеристики (по NEXT и согласованию импеданса) имеют коннекторы
S210 — вариация на тему S110 для удовлетворения требованиям категории 6.
Здесь вместо равномерного расположения контакты каждой пары сближены, но
расстояние между парами увеличено (средняя плотность контактов сохрани-
лось) и между ними введены металлические разделительные ободки (рис. 3.20, б).
Как ни странно, эти перегородки ни с чем неэлектрически не соединяются (бло-
ки коннекторов 210 предназначены для кабелей UTP). :
92
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
Нижний ножевой контакт у коннектора типа S110 может и отсутствовать —
такие коннекторы устанавливаются на печатные платы (рис. 3.20, в). У ник для
проводой остается лишь верхний ряд, а снизу контакты соединяются другими
элементами — печатными проводниками. В таком виде S110-коннекторы приме-
няются в сочетании с мбдульными розетками рабочих мест и коммутационных
панелей. Провода стационарной проводки в этом случае заделываются в!верхний
ряд коннекторов.
Блоки коннекторов выпускаются на 2, 3, 4 или 5 пар проводов (по 4, 6, 8 И 10
ножей соответственйо). Заметим, что п-парный блок позволяет соединить п пар
проводов А с п парами проводов В. Выступы на верхнем крае имеют цветовую
маркировку пар, правильная раскладка проводов для 4-парНого блока приведена
на рис. 3.60. Для 2-парных цвета соответствуют парам 1, 2 или 3, 4; для 3-, 4- и
5-парных — первым 3-5 цветам из табл. 3.6. Для защиты от пыли и дополнитель-
ной фиксации верхних проводов на коннекторы можно надевать защитные кол-
пачки (рис. 3.39 на стр. 107). Этими колпачками можно Пользоваться и для за-
делки Проводов (если нет инструмента).
Основания для укладки проводов Выпускаются на ЧиСло пар, кратное 25 (ем-
кость одного ряда прй длине 216 мм). Гребенка имеет разметку — рйски, Нане-
сенные через 5 пар, что не очень удобно при расКладке обычных 4-парных кабе-
лей. Типовой 50-парный блок (рис. 3.21) имеет размеры около 43x216 мм в
плане при глубине 36 мм, таким образом, пара блоков, установленных рядом,
вписывается в габарит 1U (высота около 45 мм) монтажной стойки формата 19".
Для настенной установки (не в стойку 19") выпускаются блоки с ножками (with
legs), габариты которых (длина и глубина) несколько больше. Ножки нужны для
того, чтобы кабели ряда А можно было заводить снизу (в 19" панелях они про-
пускаются через прорези в панелях). Блоки коннекторов S110 традиционно ус-
танавлийают горизонтально. Выпускаются и блоки с крепежем в стиле коннек-
торов 66 для вертикальной установки.
Рис. 3.21. 50-парный блок типа S110:1 — основание для укладки проводов,
\2 — 4-парный блок коннекторов, 3 — шильдик, 4 — окна для кабелей
Типовое применение блоков коннекторов S110 и S210 — кросспанели, соеди-
няющие «вертикальные» (многопарные) и «горизонтальные» (индивидуальные
абонентские) кабели (в телефонии). Здесь на нижний ряд одной группы Коннек-
торов разделываются горизонтальные кабели, другой группы — вертикальные.
Кросс-соединения выполняются с помощью перемычек — отрезков проводов ви-
тая пара, соединяющих верхние коннекторы соответствующих кабелей. Приме-
нительно к сетям передачи данных через 50-парные блоки коннекторов S110 мо-
3.3. Симметричные кабели — витая пара 93
жет быть выполнен переход от стационарной части разводки к относительно мо-
бильной ее части в точках перехода (ТР, см. главу 5).
Блоки S110 могут использоваться и в качестве коммутационных панелей.
В этом случае стационарные кабели, как обычно, разводятся на нижние контак-
ты. Коммутационные шнуры (patch cord) должны оканчиваться вилкой S110
Patch Plug (рис. 3.22). Эти вилки легко (и многократно) устанавливаются на
шнуры в «полевых условиях» — провода укладываются в прорези ножевых кон-
тактов и прижимаются крышкой. Вилки выпускаются на 1, 2, 3, 4 и 5 пар контак-
тов. Коммутационные шнуру на таких Вилках могут удовлетворять категории
5е. Для коннекторов S210 имеются аналогичные вилки (только 4-парные), шну;
ры на них будут удовлетворять категории 6. Несмотря на то, что вилки для S110
И S210 в несколько раз дороже обычных модульных вилок, в целом стоимость
такой коммутационной панели вместе со шнурами может оказаться ниже тради-
ционной, снабженной модульными розетками. Плотность портов довольно высо-
кая — на панели 19" высотой 1U размещается два 50-парных блока S110, что при
обычных 4-парных портах позволяет иметь 24 порта (по 2 пары на каждом блоке
остаются неиспользуемыми). В отличие от модульных коммутационных панелей
аналогичной плотности, здесь весь монтаж производится спереди панели, уста-
новленной раз и навсегда. Кроме того, на вилках и шильдиках блока довольно
много места для маркировки (модульные вилки маркировать практически не-
где). Недостатком является довольно большая глубина — вилка S110, установ-
ленная на блок, имеет высоту около 8 см относительно плоскости панели (а еще
нужно место для укладки коммутационных шнуров). Обычная модульная вилка
выступает на высоту всего 2,5-4 см (в зависимости от длины колпачка).
Рис. 3.22. Вилки типа S110: 1 — корпус, 2 — крышка, 3 — ножевые контакты
Для коннекторов S110 выпускают тестовые адаптеры — вилка на 2, 3 или 4
пары контактов, соединенная с модульной розеткой по одной из схем разводки
(см. рис. 3.37 на стр. 104). Тестовый адаптер может устанавливаться на коннек-
тор как со свободной верхней частью, так и с заделанными в нее проводами (без
их разрушения).
Существуют блоки S110 с дисконнекторами (SHOT Disconnect System).
Здесь противоположные коннекторы соединяются между собой пружинными
контактами (см. рис. 3.23). Таким образом кабели, разделанные на верхние кон-
некторы рядов А и В, «по умолчанию» оказываются попарно соединенными между
94
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
собой. При необходимости разрыва в соответствующую позицию вставляется
пластмассовый дисконнектор {на 1, 2 тили 4 пары). Вместо дисконнектора может
устанавливаться и тестовый адаптер с модульным гнездом, контакты которого
разводятся на сторону А или В (с размыканием цепей) или же на обе стороны
(подключение без размыкания). Блоки с дисконнекторамй могут применяться,
например, в месте соединения стационарной проводки с ее мобильной Пастью
(например, для развертывания сети на выставочных стендах). В этом случае дис-
коннекторы с тестовыми адаптерами при необходимости позволят протестиро-
вать кабели по отдельности, что полезно для быстрой локализации неисправности.
Рис. 3.23. Дисконнекторы типа S110: 1 — блок на 25 пар проводов, 2 — вставка-дисконнектор,
।	3 — тестовый адаптер на 4 пары
Коннекторы КАТТ
КАТТ-коннекторы категории 5 фирмы MOD-TAP (ныне подразделение Molex)
напоминают S110, но имеют и некоторые черты коннекторов Krone. В отличие
от блоков S110, где все ножевые контакты находятся в одной плоскости, у КАТТ
верхние контакты изогнуты (рис. 3.24, а) и разложены в шахматном порядке.
Нижние контакты выглядят практически так же, как и у S110. Блоки коннекто-
ров (рис. 3*,24, б) выпускаются на 2, 4 и 5 пар; их форма отличается от прямоуго-
льных (в плане) блоков коннекторов S110, диаметр зацепов на пластмассовых
деталях чуть меньше, высота блока КАТТ на 4 мм меньше. Коннекторы пригод-
ны для Одножильных И многожильных проводов 22-26 AWG. Конструкция поз-
воляет к одному верхнему контакту подсоединять до двух проводов, но только
одинаковых. Это свойство может востребоваться для телефонии, но не для пере-
дачи данных. Основания для укладки проводов по конструкции аналогичны из-
делиям S110 (25-парные линейки и блоки с кратностью 50 пар), но есть еще и
маленькие 20-парные (2 ряда по 10 пар, рис. 3.24, г) и 24-парные блоки для не-
больших распределительных пунктов (рис. 3.24, д). По * способу крепления
(на скобки) 24-парные блоки совместимы с изделиями Krone (см. рис. 3.28 на
стр. 98). Для этих коннекторов также выпускаются и коммутационные вилки
3.3. Симметричные кабели—витая пара	95
(КАТТ PDS Patch Connector, рис. 3.24, в) на 1, 2, 4 и 5 пар, отличающиеся от
аналогичных изделий 5110 изогнутой (S-образной) формой ножевых контактов
(из-за этого они не совместимы с S110).
По- инструменту для забивки проводов коннекторы КАТТ совместимы с ин-
струментом для S110 и Krone; шаг контактов тот же, что и у S110 (0,15”), что
позволяет пользоваться и групповым инструментом. По сравнению с S110 провод
в .верхний контакт забивается с меньшим усилием (благодаря изгибу контактов).
Для установки блоков можно применять только безударный инструмент; фирма пред-
лагает для этих целей дешевый пластмассовый аппликатор (см. рис. 3.55 на стр. 121).
Рис. 3.24. Коннекторы КАТТ: а — форма контакта, б — двухпарный блок коннекторов,
в — однопарная вилка, г — блок на 20 пар, д — блок на 24 пары
Коннекторы типа S66
Блоки коннекторов типа S66 имеют конструкцию, радикально отличающуюся от
описанных ранее. Здесь контактные пластины закреплены в пластмассовой несу-
щей панели и все контакты доступны для монтажа и перемонтажа постоянно
(см. рис. 3.25, а), Контакты в блоках располагаются рядами, независимости от
щирицы блока в ряду может быть 4, 6, 8 или 10 контактов. Сверху в прорезь кон-
такта может заделываться по одному одножильному проводу калибра 22-26
AWG. Провода в блок заводятся через боковые прорези корпуса, вкладываются
в,прорези контактов и,забиваются специальным инструментом. Лишний кончик
может срубаться при забивке. Размер и шаг (0,2") контактов стандартизован.
Блоки выпускаются различных типоразмеров: 4x50, 6x50, 8x50, 10x50, 4x25,
6x25, 8x2,5, 6х 12, 6x6 ц 6x6. Контакты могут быть как одиночными, так и объеди-
няться по 2, 3, 4 или 6 на одной пластине (см. рис. 3.25, б~г). На нижнюю ножку
(если она есть), провод подсоединяется методом накрутки (в заводских условиях).
Изначально коннекторы S66 отвечали требованиям категории 3 (иногда 4).
Для блоков категорий 5 и даже 5е применяют контакты уменьшенного размера, а
96
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
также сближают контакты для проводов пары, увеличивая межпарное расстоя-
ние. При этом шаг между парами сохраняется (0,4").
Основное применение блоков S66 — кроссировка кабелей. Для этого наибо-
лее удобна конфигурация, изображенная на рис. 3.25, б: кабели разводятся на
крайние контакты и могут коммутироваться между собой перемычками-клипса-
ми, устанавливаемыми между парами внутренних контактов. При необходимости
изменения коммутации клипсы снимаются, а вместо них в средние контакты заби-
ваются кроссировочные перемычки. Блоки S66 выпускаются и с предварительно
установленными разъемами — модульными розетками (RJ-45), или 25-парными ро-
зетками, или вилками Telco. Эти разъемы в заводских условиях соединяются с кон-
тактными пластинами проводами через нижние. ножки, так что верхние контакты
полностью свободны для подсоединения проводов. Для таких блоков обычно при-
меняют конфигурацию, изображенную на рис. 3.25, г.
Рис. 3.25. Коннекторы типа S66: а — общий вид блока 4x50; б, в, г — варианты конфигурации
4-контактных блоков
Для коннекторов S66 выпускается множество аксессуаров, в основном теле-
фонного назначения. Сюда относятся:
w крышки и маркировочные принадлежности (designation strips);
К клипсы-церемычки (bridging clips), соединяющие контакты одного ряда, —
одиночные открытые металлические и сдвоенные в пластмассовых держа-
телях;
К клипсы-маркеры (изоляционные);
S клипсы-расширители (capacity expanding adapters), которые одеваются
сверху контакта (свободного или с проводом). Они имеют сверху те же
Ббб-контакты;
К индикаторы состояния линии — адаптер с двухцветным светодиодом,
устанавливаемый на пару контактов. Цвет индикатора указывает на по-
лярность присутствующего напряжения (для телефонии);
3.3. Симметричные кабели — витая пара
97
й тестовые адаптеры на 2, 3 или 4 пары контактов с модульными розетками,
соединенными по одной из распространенных схем;
И тестовые адаптеры с 25-парным разъемом;
» устройства защиты по току и напряжению.
Устройства защиты по току представляют собой клипсы-мосты, соединяю-
щие контакты через плавкие предохранители на ток 0,35 А. Для защиты от пере-
напряжений применяют модули с полупроводниковыми ограничителями напря-
жения (варисторами) на 7, 27, 68, 140, 180 или 230 В относительно «земляной»
шины. Полную защиту по току и напряжению выполняют модули PICO (фирмы
Siemon). Каждый модуль устанавливается на 4 контакта и защищает одну пару
(оба провода). Он имеет отверстия для доступа тестера ко всем контактам (до и
после предохранителей). Модули используются вместе с заземляющей шиной,
устанавливаемой на блоке коннекторов. Основное применение этих модулей —
защита телефонных линий и оборудования от перегрузок при грозовых разря-
дах.
Коннекторы Krone
Фирма Krone выдвигает свои конекторы как более качественную (и дорогую) за-
мену коннекторам типов S110 и S66.
Базовым элементом-большинства изделий Krone является дисконнектор (см.
рис. 3.26). Здесь имеется 2 порта для подсоединения проводов (А и В) и цент-
ральный порт С, образованный контактами дисконнеКтора. Порты А и В равно-
правны и доступны для монтажа и перемонтажа в любое время.
Рис. 3.26. Дисконнектор Krone
Для коннекторов Krone характерно, что плоскость ножевого контакта развер-
нута под углом 45° к оси проводников. Это позволяет сохранить большее «жи-
вое» сечение проводников после заделки (по сравнению с S110) и, по утвержде-
нию фирмы, повысить надежность и качество соединения. Коннекторы предна-
значены для оконцовки одножильных и большинства многожильных проводов
калибра 20-26 AWG. В один коннектор можно заделывать даже два провода
одинакового калибра (но для 20 AWG — только один). Представление о разме-
рах и форме контактов коннекторов различных типов дает рис. 3.27. Коннекторы
Series 2 с запасом удовлетворяют требованиям категории 5, HighBand пригодны
и на частотах до 350 МГц. Контактные пластинки Feed-Thru предназначены для
однорядных блоков коннекторов FT, по параметрам превосходящих катего-
рию 5. На печатных платах модульных розеток Krone устанавливаются односто-
ронние коннекторы, у которых ножи также повернуты.
98
Глава 3. Оборудование для электрической передачи
Контакт
ЛлхФиксатор
“’'Провод
а
Рис. 3.27. Контакты Krone: а — зажим провода, 6~ HighBand, в — Series 2, г — Feed-Thru
Блоки Series 2 (рис. 3.28) выпускаются на 8 и 10 пар проводов. Они имеют
равномерный шаг контактов, габариты 8-парного блока (22,2x103,2x40,3 мм) и
10-парного (22,2x123,8x40,3 мм) различны. Цветовая маркировка пар подразуме-
вает нумерацию контактов слева направо. Для использования центрального пор-
та выпускаются вилки на 1, 2 и 4 пары контактов (рис. 3.29). Они имеют марки-
ровочную полосу черного цвета, которая в показанном положении блока должна
смотреть вверх.
Пара 2
Пара 1
Рис. 3.29. 2-парная вилка Series 2
Блоки дйсконнекторов на 50 пар (рис. 3.30) по конструкции аналогичны Series
2. Они выпускаются с габаритными и посадочными размерами, совпадающими с
размерами блоков S66 аналогичной емкости. Габариты блока — 254x85,7x50,1 мм.
Здесь кабели заводятся сзади в щель между рядами и разводятся на внутренние
ряды коннекторов. Наружные ряды остаются свободными для кроссировки Пе-
ремычками. Средние порты доступны для тестовых и кроссировочных целей —
для этих блоков выпускаются вилки на 2 и 4 пары контактов. Коммутационные
щнуры, снабженные такими вилками, различны для левого и правого рядов. Ле-
восторонние имеют черную маркировочную полосу, правосторонние — зеленую.
При установке вилок маркировочные полосы должны смотреть внутрь блока
3.3. Симметричные кабели — витая пара
99
(рис. 3.31). Эти сложности обусловлены единообразием нумерации (и цветовой
маркировки) проводов, которая для обоих*рядов идет сверху вниз. Коммутаци-
онные шнуры (левые и правые) с вилками Krone — RJ-45 выпускаются по рас-
кладкам Т568А, Т568В, lOBaseT, TokenRing, TP PMD. Левосторонние шнуры
совпадают со шнурами Для блоков Series 2.
А
Рис. 3.30. 50-парный
блок дисконнекторов
Krone
Рис. 3.31. Подключение левых и правых вилок Krone
(маркировка проводов: W/BI — бело-синий, BI — синий, W/O —
бело-оранжевый, О — оранжевый, W/G — бело-зеленый, G —
зеленый, W/BT— бело-коричневый, Вг — коричневый)
Как и S66, 50-парные блоки Krone выпускаются и с предварительно установ-
ленными разъемами — модульными розетками или 25-парными розетками или
вилками RJ-21. Эти разъемы разводятся на внутренние ряды. Разъемы RJ-21 мо-
гут быть установлены по бокам блока или сзади блока.
В блоках HighBand контакты пар сближены, а расстояние между парами уве-
личено (рис. 3.32). Блоки на 8 и 10 пар имеют одинаковые габариты (22,5х
х 124x40,8 мм), но при этом получается разный шаг пар. Для этих коннекторов
выпускаются вилки (HighBand Block Plug) на 1, 2 или 4 пары проводов, но к
10-парным блокам подходят только 1-парные вилки. *
Блоки коннекторов типа FT (Feed-Thru) обеспечивают самую высокую (сре-
.ди Krone) плотность монтажа и-предназначены для замены коннекторов типа
S110. Они выпускаются в виде линеек на 25 пар проводов с цветовой разметкой
на группы по 4 или 5 пар. Габариты — 25,4x225,3x47,6 мм. Здесь порты А и В
100 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
расположены в два этажа (как у S110), а центральный порт отсутствует
(рис. 3.33, а). Параметры превосходят требования категории 5. Конструкция и
способ монтажа оригинальны. Сборка типа FT состоит из двух частей: базы и
блока коннекторов. Пластмассовая база закрепляется на несущей конструкции.
Блок коннекторов сначала устанавливается во вспомогательную базу, установ-
ленную ниже, и на его внешний ряд контактов разделываются подходящие кабе-
ли. Провода забиваются индивидуально обычным инструментом Krone. После
заделки проводов на все контакты блок вынимается из вспомогательной базы
(этот момент изображен на рисунке), поворачивается на 180° вокруг продольной
оси и вставляется в предназначенную для него базу. В результате смонтирован-
ный блок оказывается йа своем месте, снаружи оказываются порты, свободные
для кроссировки (например, перемычками).
Пара4<=ЭИ \
Пара 3 < Z3I
Пара 2 <Я | JMr
Пара 1 <
 6
Рис. 3.32. Коннекторы HighBand: а — 8-парный блок коннекторов, б — 4-парная вилка HighBand
Block Plug
Для блоков FT выпускаются специальные вилки на 1, 2 и4 пары проводов
(рис. 3.33, б). Для использования 4-парных вилок из-за Их увеличенной ширины
между четверками пар проводов приходится оставлять по одной припущенной
паре. В результате на один 25-парный блок для использования 4-парных вилок
можно разводить только 5 четырехпарных кабелей. Коммутационные шнуры с
такими вилками на другом конце имеют аналогичные вилки или модульные вил-
ки с одной из стандартных схем разводки. Есть и 25-парные тестовые переходни-
ки (25-Pair Test Shoe) с 50-контактной розеткой Telco, позволяющие подклю-
читься сразу ко всем парам блока.
Из блоков FT выпускаются сборки на: 100, 200, 300, 500 и 600 пар проводов,
разведенные на 25-парные разъемы Telco (RJ-21). Розетки или вилки RJ-21 уста-
навливаются на кабелях или жестко закрепляются на направляющих скобах. Ка-
тегорию 5 такая конструкция не обеспечивает.
Блоки Krone устанавливаются на специальные направляющие скобы, обеспе-
чивающие свободное пространство для укладки кабелей между плоскостью мон-
тажа и задними краями блоков. Для всех блоков Krone существует широкий вы-
бор кабельных органайзеров и маркировочных принадлежностей.
Центральные порты блоков Могут использоваться по-разному. Обычно блоки
являются дисконнекторами, то есть их порты А и В электрически соединяются
между собой нормально замкнутыми контактами. В центральный порт может
устанавливаться:
3.3. Симметричные кабели — витая пара 101
« дисконнектор — изолирующая вставка, размыкающая контакт (в тестовых
целях или для отключения абонентов);
•	тестовый адаптер, подключающийся без разрыва цепей;
« тестовый адаптер, подключающийся с разрывом цепей к одному порту
(А или В);
	тестовый адаптер, подключающийся с разрывом цепей к обоим портам
(А и В);
ж специальная вилка коммутационного шнура;
	грозозащитные вставки (твердотельные варисторы или газоразрядные
трубки), защищающие линии от перенапряжений относительно специаль-
но установленной земляной шины.
Пара 3<
Пара 2<
А
б
Рис. 3.33. Коннекторы FT: а — 25-парный блок, б — 2- и 4-парные вилки
102 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
Специально для кроссировки кабельных вводов в здание выпускаются блоки
с нормально разомкнутыми контактами. Они подразумевают установку грозоза-
щитных вставок (без них цепи разомкнуты).
В отличие от коннекторов типа S110, где тестовые адаптеры или вилки ком-
мутационных шнуров подключаются к порту с проводами, подключение к цент-
ральному порту Krone гарантированно не травмирует кабельную разводку
(см. рис. 3.34) и допускает многократное подключение/отключение. Это позво-
ляет использовать блоки коннекторов в качестве коммутационных панелей, но
коммутационные шнуры для них не всегда будут универсальными (см. выше).
Рис. 3.34. Подключение вилок к блокам Krone

Модульные соединители (RJ-11, RJ-45...)
Модульные соединители Modular Jack (гнезда, розетки) и Modular Plug (вилки)
являются наиболее употребимыми разъемами для 1-, 2-, 3-, 4-парных кабелей ка-
тегорий 3-6. В кабельных системах применяются 8- и 6-позицйонные соедини-
тели, больше известные под названиями RJ-45' и RJ-11 соответственно. Пред-
ставление о конструкции гнезд и вилок распространенных видов соединителей
дают рис. 3.35 и 3.36. Корректное обозначение для розетки, используемой для
подключения сетевой аппаратуры, имеет вид «Modular Jack 8Р8.С», для вилки —
«Modular Plug 8Р8С», где 8Р указывает на размер (8-дозиццонный), а 8С — на
число используемых контактов (8). Для подключения телефонов используют
конфигурацию 6Р4С (6 позиций, 4 контакта). Встречаются и иные обозначения,
например «Р-6-4» — вилка (plug) на 6 позиций и 4 контакта, «PS-8-8» — вилка
экранированная (plug shielded) на 8 позиций и 8 контактов. 6-позиционные вил-
ки могут быть вставлены и в 8-позиционные розетки, но не наоборот. Кроме
обычных симметричных разъемов (рис. 3.36, а и б), встречаются модифициро-
ванные (рис. 3.36, в) MMJ (Modified Modular Jack) и с ключом (keyed, рис. 3.36, г).
В некоторых случаях применяют и 10-позиционные 10-контактные соединители.
1 Обозначение RJ (Registered Jack — зарегистрированное гнездо) на самом деле относит-
ся к разъему с определенной раскладкой проводов ^происходит из телефонии. Каждый
из изображенных на рисунке разъемов может использоваться с разными номерами RJ.
Дтя обычного 6-позиционного возможна раскладка RJ-11C (1 пара), RJ-14C (2 пары),
RJ-25C (3 пары). Для 8-позиционного разъема кроме RJ-45 со специфической расклад-
кой USOC (Universal Service Ordering Codes, см. далее) возможны, например, конфигу-
рации RJ-61C и RJ-48C. 8-позиционный с ключом может быть RJ-45S, RJ-46S или RJ-
47S Рашем MMJ разработан фирмой DEC для того, чтобы аппаратуру передачи дан-
ных ие/пын бы ю ошибочно включить в телефонную розетку, и обозначения RJ он не
n.vieei
3.3. Симметричные кабели — витая пара 103
Рис. 3.35. Модульная вилка (RJ-45)
а	бег
Рис. 3.36. Геометрия модульных розеток: а — 6-позиционные, б — 8-позиционные,
в — модифицированные (MMJ), г — с ключом
Назначение контактов модульных разъемов, применяемых в телекоммуника-
циях, стандартизовано, распространенные варианты приведены на рис. 3.37.
Приведенные раскладки различаются положением пар проводов, цвета проводов
пар должны соответствовать стандартной последовательности синий—оранже-
вый—зеленый—коричневый (см. табл. 3.7 на стр. 90). При-монтаже структуриро-
ванной кабельной системы передачи данных следует Использовать 8-позиционные
соединители с раскладкой EIA/TIA-568A, сокращенно Т568А (табл. 3.8), или
EIA/TIA-568B, сокращенно Т568В (табл. 3.9). Обе эти раскладки совместимы со
всеми приложениями (сетевыми технологиями), приведенными в табл. 3,10. Рас-
кладка Т568 по первым двум парам совместима с USOC RJ-61, применяемой в те-
лефонии. Раскладка Т568В, известная и под именем АТ&Т258А или WECO, от
Т568А отличается только положением пар 2 и 3. Для'6-позицИонных соедините-
лей (телефонная проводка) применяют раскладку USOC на 1 пару (RJ-11), 2
пары (RJ-14), а иногда и 3 пары (RJ-25) проводов. Есть и более «экзотические»
варианты раскладки, например RJ-48X: 8-позиционный соединитель, где пары на
контактах 1-2 и 4-5 запараллелены перемычками (1-4 и 2-5).
’ Недостатком всех раскладок является то, что по крайней мере одна пара (а в
USOC 2 или 3) разделывается не на соседние контакты, а внутрь нее вклинива-
ется другая пара. Это приводит к увеличению перекрестных наводок и отражения
сигнала от неоднородности, возникающей при большем расплетении проводов
данных пар. По этой причине применение обычных Модульных соединителей
для категорий выше 6-й проблематично. Наиболее распространенные модульные
соединители имеют категорию 5 или 3, соединители категории 5 и выше выпус-
каются и для экранированной проводки (см. 5.3.3).
104	Глава3. Оборудование для электрической передачи
ТЗ R3 Т2 R1 Т1 R2 Т4 R4
Пара 2
Т2 R2 ТЗ R1 Т1 R3 Т4 R4
Пара 3
Т568А
а
б
Т568В
Т1 R1 Т2	R2
Пара 2
Т4 R3 Т2 R1 Т1 R2 ТЗ R4
ЮВаэеТ
100BaseTX
Пара 4
USOC
в	г
ПараЗ
Пара 2 Token
Rmg
DEC
ж
Рис. 3.37. Раскладка проводов для модульных соединителей: а — EIA/TIA-568A;
б - Е1А/ПА-568В (АТ&Т258А илй WEC0); в - 10BaSe-T (802.3); г - USOC
4 пары (RJ-61); д ~ USOC 1,2, 3 пары (RJ-11, RJ-14, RJ-25);
е —TP-PMD и ATM; ж — MMJ 3 пары (DEC)
з — Token Ring (802.5)	<	'
3.3. Симметричные кабели — витая пара 105
Таблица3.8. Раскладка Т568А
Контакт	Цвет: основной/полоски	Пара
1	Бёлый/зеленьтй	3 (Tip)
2	Зеленый	3(Ring)
з '	’ БелЫй/оранжевый	2 (Tip)
4	Синий	' •	1 (Ring)'
5	Белый/синий	1 (Tip)
6	Оранжевый	2 (Ring)
7	' '	Белый/коричневый	4 (Tip)
8	Коричневый	4 (Ring)
Таблица 3.9. Раскладка Т568В
Контакт	Црет: основной/полоски	Пара
1	Белый/Ораижевый	2 (Tip)
2	Оранжевый	2 (Ring)
3	Белый/зеленый	3 (Tip)
4	Синий	1 (Ring)
5	Белый/синий	1 (Tip)
€	Зеленый	3 (Ring)
7	Белый/коричневый	4 (Tip)
8	Коричневый	4 (Ring)
Таблица 3.10. Использование пар проводов в модульных соединителя^
Коммуникационное приложение	. Пары на контактах (нумерация 8-пезиционного разъема)			
	1—2		•4—5	7-8
Телефон (аналоговый)	-	-	+	-
ISDN S/T BRI	-	Тх	Rx	(Pwr)
ISDN U BRI	-	-	U	(Pwr)
lOBaseT	Тх	Rx	-	—
lOOBaseTX	Тх	Rx	-	-
lOOOBaseTX	BD	BD,	BD	BD
100BaseT4	Тх	Rx	BD	BD
lOOBaseVG	BD ,	•	BD	BD -	BD
TokenRing	-	Tx	Rx	-
TP-PMD (EDDI)	Тх	+	+	Rx
ATM	Тх	+		Rx
Обозначения в таблице:
+ — не используются; - — используются; Тх — передатчик; Rx — приемник (функции ука-
заны для оконечных устройств); Pwr — питание; BD — двунаправленный.
Модульные розетки категории 5 и выше всегда имеют соответствующее обо-
значение, от розеток 3-й категории они заметно отличаются конструкцией и спо-
собом присоединения проводов. Здесь собственно розетка смонтирована на пе-
чатной плате, на которой устанавлйваются и ножевые контакты (типа S110,
Krone или иной конструкции) для заделки проводов кабеля (рис. 3.38, а). Печат-
ными проводниками цеци разводятся так, что провода каждой пары присоединя-
ются к соседним контактам коннектора. Кроме того, на плате имеются реактивные
элементы, согласующие импеданс, выполненные печатным способом (рис. 3-38, б).
Без этих элементов на высокоскоростных технологиях (100 Мбит/с и выше) воз-
можны проблемы, связанные с отражением сигналов от коннекторов. В розетках
категории 6 для снижения перекрестных наводок и Отражений применяют кон-
такты сложной формы (рис. 3.38, в). В розетках категории 3 применяют зажим
провода под винт (рис. 3.38, г) — дешево, но нетехнологично в монтаже. Встреча-
106 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
ются и розетки категории 3 с подсоединением по методу IDC с разрезными ци-
линдрическими контактами (рис. 3.38, д').
Рис. 3.38. Модульные розетки: а — настенная розетка категории 5, б — реактивные элементы,
/ в — контакты розеток категории 6; г, д — розетки категории 3
По исполнению и способу крепления розеток существует множество вариан-
тов, которые можно разделить на фиксированные конфигурации и наборные
(модульные) системы. Розетки фиксированной конфигурации — настенные на 1
или 2 однотипных гнезда и блоки по 4, 6 или 8 розеток для коммутационных па-
нелей — обычно крепятся за печатную плату, на которой они смонтированы.
В розетках для наборных блоков несущим является пластмассовый корпус ро-
зетки, и для крепления в арматуре — блоках розеток или на коммутационных па-
нелях — используются зацепы этого корпуса. Здесь миниатюрная печатная плата
с коннектором для проводов устанавливается на пластмассовом корпусе гнезда
(одиночного или сдвоенного). Несколько вариантов исполнения таких розеток
представлены на рис. 3.39. Для защиты от пыли применяют розетки с откидны-
ми крышками или отодвигающимися подпружиненными шторками. Для комму-
тационных панелей лучше всего подходит фронтальное положение гнезда (вил-
ка входит спереди). Для розеток рабочих мест розетка может смотреть и вниз, и
вбок (вверх нежелательно из-за скопления пыли). Во многих случаях удобны уг-
ловые розетки. Вариайтов крепления много, и при внешней похожести розеток
от разных изготовителей они часто не подходят к «неродной» арматуре, казалось
бы, с теми же габаритами.
3 3 Симметричнь е кабели — витая пара 107
Рис. 3.39. Варианты исполнения модульных розеток: 1 — гнездо, 2 — шторка, 3 — колпачок
Заделка проводов в розетки выполняется инструментом, соответствующим
типу коннектора (S110, Krone), или жен: помощью защитных колпачков. Есть
конструкции розеток, собираемых без инструмента, — провода раскладываются
в пластмассовую крышку, и при ее одевании которой они заходят в контактные
ножи.
Модульные вилки различных категорий внешне могут почти не отличаться
друг от друга, но иметь разную конструкцию (рис. 3.40). Вилки для категории 5
могут иметь сепаратор, надеваемый на провода до сборки и обжима разъема, что
позволяет сократить длину расплетенной части кабеля и облегчить раскладку
проводов. Однако сепаратор — не обязательный атрибут вилок высоких катего-
рий. Контакты 1 при установке (обжиме) врезаются в провода сквозь изоля-
цию. Вилки для одножильного и многожильного кабеля различаются формой
контактов. Игольчатые контакты (рис. 3.40, г) используются для многожильного
кабеля, иголки втыкаются между жилами проводов, обеспечивая надежное сое-
динение. Для одножильного кабеля используются контакты, «обнимающие»
жилу с двух сторон (рис. 3.40, 3). Ряд фирм выпускает и универсальные вилки,
надежно соединяющиеся с любым кабелем подходящего калибра. Применение
типов вилок, не соответствующих кабелю, чревато большим процентом брака и
108 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
недолговечностью соединения. Во время обжима вдавливается и выступ 3, фик-
сирующий кабель (ту часть, которая еще в чулке). Фиксатор 2 служит для за-
щелкивания вилки в розетке.
Рис. 3.40. Модульные вилки: а — с сепаратором (разрез), б — без сепаратора (разрез),
в — в сборе с колпачком, г — контакт для многожильного кабеля,
д — для одножильного
Весьма желательный аксессуар вилки — резиновый колпачок, одеваемый сза-
ди для смягчения нагрузки на кабель в месте его выхода из вилки. Более дорогие
колпачки имеют выступ, защищающий фиксатор, и обтекаемую форму. Такие
колпачки полезны для коммутационных шнуров — они позволяют без поврежде-
ний вытаскивать шнур из пучка «за хвост» (вилка без колпачков будет цеплять-
ся своими углами и выступающим фиксатором за все подряд).
Модульные вилки допускают только однократную установку. До установки
у них контакты приподняты над каналами для проводов, зажим для кабеля не
продавлен. В таком положении в розетки они не входят. При установке контак-
ты и зажим для кабеля вдавливаются внутрь. Вилки разных изготовителей раз-
личаются количеством точек закрепления кабеля и удобством установки. Для
установки вилок существует специальный обжимной инструмент (crimping
tool), без которого качественная оконцовка кабеля затруднительна. Качествен-
ная и надежная установка вилок требует определенного навыка. Поскольку
контроль качества этой операции в «полевых условиях» проблематичен, в осо-
бо ответственных случаях есть смысл приобретать фирменные шнуры заво-
дского изготовления.
Модульные соединители (розетки и вилки) по присоединительным разме-
рам стандартизованы. Тем не менее, при использовании розеток и вилок раз-
ных производителей возможны неприятности, в основном связанные с фикса-
цией вилок: либо вилки входят очень туго и вынимаются с трудом, либо,
наоборот, фиксатор их не держит. Если при выборе розеток и вилок кабельной
проводки есть некоторая свобода и можно остановиться на продукции одной
фирмы, подходящей друг к другу по определению, то розетки, установленные
на активном оборудовании (концентраторах, сетевых Картах), приходится при-
нимать как данность.
Модульные соединители, пришедшие из низкочастотной телефонии, стано-
вятся «узким местом» для кабельных проводок категории выше 5. Ряд фирм вы-
3.3.	Симметричные кабели— витая пара 109
*
пускают свои улучшенные варианты соединителей, которые, как они утвержда-
ют, удовлетворяют стандартам категорий 5е и 6 (еще не принятым). Например,
фирма Siemon выпускает розетки СТ5е и СТ6, шнуры МС6 и IC6. В вилках ка-
тегории 6 проблема перекрестных помех из-за «разбитой» пары (контакты 3—6)
решается вынесением их контактов в другую плоскость. Такие вилки собирают-
ся только в заводских условиях и поставляются только на шнурах. Фирма Krone
выпускает розетки и шнуры HighBand с заманчивым обозначением «L6» и «L7».
Однако при их использовании в паре со стандартными коннекторами (а на ак-
тивном оборудовании других пока не появилось) категория такого соединения
опустится до нижней (5).
Коннекторы TERA категории 7
До категории 7 усовершенствовать модульные соединители, сохранив обратную
совместимость, уже не удается — мешает принятая раскладка проводов и невоз-
можность раздельного экранирования пар. Для категории 7 фирма Siemon разра-
ботала двух- и четырехпарные коннекторы TERA (рис. 3.41). Они предназначены
для кабелей типа PiMF (с раздельными экранами пар). Конструкция позволяет
соединять два двухпарных коннектора с одним четырехпарным, а также соеди-
нять две однопарные вилки с одной двухпарной розеткой. На кабеле могут уста-
навливаться и вилки, и розетки. Коннекторы TERA претендуют на роль стан-
дартных для категорий 7 и выше (если таковые появятся).
Рис. 3.41. Коннекторы TERA: а — 4 парная розетка, б — 4 .парная вилка,
в — двухпарная вилка, г — однопарная вилка
Коннекторы фирмы IBM
Для первых сетей Token Ring на экранированной витой паре фирма IBM разра-
ботала свой «универсальный 4-позиционный коннектор», представление о кото-
ром дает рис. 3.42. На нем показан вариант коннектора для установки на комму-
тационном шнуре (коннектор выдвинут из кожуха). Собственно коннектор
может устанавливаться и в корпусе неподвижной розетки. Разъем почти симмет-
ричен — на обеих частях установлены пружинящие контакты. Розетки и вилки
немного различаются конфигурацией экранирующего кожуха и фиксаторами.
Разъемы имеют большие габариты (в плане 30x30 мм), зато контакты и фикса-
ция очень надежны. Они предназйачены для соединения кабелей Туре 1, 6 и 9 (2
пары в фольге и общей оплетке). Для работы на частотах 100 МГц и выше между
110 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
парами контактов устанавливается металлическая экранирующая перегородка
(на рисунке не показана).
Рис. 3.42. Коннектор фирмы IBM. Раскладка проводов STP. 1 — черный, 2 — оранжевый,
3 — зеленый, 4 — красный (пары 1-2, 3-4)
Модульная система АМР СО
«Для защиты инвестиций в кабельную сеть» фирма AM Р-предлагает исполь-
зовать свою систему AMP СО (Communications Outlet). Идея этой системы
состоит в применении в кабельной проводке не общепринятых окончаний в
виде традиционных блоков коннекторов (например, S110) и модульных розе-
ток, а некоторого универсального высококачественного (высокочастотного)
8-контактного щелевого разъема-слота. Для экранированной проводки слот
снабжается экранирующим кожухом. 4-парные кабели высокой категории
(вплоть до PiMF 6Q0 МГц) разделывайтся на эти слотовые коннекторы, уста-
новленные как на рабочих местах, Так и на коммутационных панелях. Вид
этой конструкции (в неэкранированном варианте) представлен на рис. 3.43.
На нем не показано наружное оформление розеток рабочих мест (лицевые па-
нели и арматура). Под требуемую технологию из довольно широкого ассорти-
мента выбираются вставки — печатные платы с краевым разъемом, на кото-
рых смонтированы требуемые оконечные разъемы. Эти разъемы уже могут
быть модульными или любыми иными. Если технология требует только двух
пар проводов, на вставке может быть смонтировано и два разъема, разведен-
ных под стандарт данной технологии (например, 2 xlOBaseT/lOOBaseTX,
IGBaseT/lOOBaseTX + Token Ring, IGBaseT/lOOBaseTX + TP PMD/ATM).
Для перехода на коаксиальный кабель (кабельное TV) имеются вставки со
встроенными преобразователями (balun). Смена сетевой технологии для про-
водки АМР СО приведет только к смене вставок, но не потребует перекладки
или переоконцовки кабеля. Однако для получения этого преимущества на-
чальные затраты будут очень высокими (по крайней мере, по нашим мер-
кам) — кабель высоких категорий (особенно экранированный) стоит в не-
сколько раз дороже обычного UTP-5, и розетки со вставками тоже весьма
дороги.
3.3. Симметричные кабели — витая пара 111
Рис. 3.43. Розетка АМР СО. 1 — 8-контактный слот, 2 — крепежная арматура,
3 — вставка с RJ-45
25-парные соединители RJ-21 и Champ
50-контактные разъемы Telco (рис. 3.44) применяются для соединения 25-пар-
ных кабелей. Раскладка пар по контактам стандартизована (табл. 3.11, первые
три колонки) и называется RJ-21. Сами разъемы могут соответствовать катего-
рии 3 или 5, но 25-парные кабели категории 5 встречаются нечасто. Такими
Коннекторами могут оконцовываться магистральные кабели (фидеры), ими
снабжаются коммутационные панели и блоки коннекторов типа 66 и Krone.
Разъемами Telco снабжаются и некоторые модели хабов Ethernet (lOBaseT), а
также оборудование телефонии. Существуют переходники с коннекторов Telco
на раздельные модульные розетки или вилки. В зависимости от выбранного
приложения и стандарта, один разъев Telco может разводиться на 6 (Т568,
USOC8w), 8 (USOC6w, MMJ, 356А), 12*(10BaseT, USOC4w) или 25 (USOC2w)
модульных коннекторов. Кабели, используемые в этих переходниках, могут
быть витыми парами 3 или 5 (реже) категорий или плоскими (для телефонии).
Соединения контактов в переходном кабеле от разъема RJ-21 к 12 портам RJ-
45 для lOBaseT (порт Telco, имеющийся в ряде моделей хабов Ethernet) приве-
дены в табл. 6.3 на стр. 255. В последнем столбце приведёны номера контактов
блоков PDS (типа S110, S66 или Krone), если они используются при переходе
с RJ-211
Наглядность раскладки пар в RJ-21, пришедшей из Низкочастотной телефо-
нии, оборачивается большими перекрестными помехами на высоких частотах.
По этой причине фирма АМР в своей модульной кабельной системе Pypeline
применяет коннекторы Champ 5 (5-й категории) аналогичной конструкции,
' но с иной раскладкой (см. табл. 3.12 и рис. 3.44, в). Здесь пары 1-24 расклады-
ваются на соседние контакты, а пара 25 — на противоположные (что хуже по
частотным свойствам). Вполне очевидно, ч-fo кабели системы Pypeline нельзя
непосредственно подключать к портам Telco (RJ-21) коммуникационной аппа-
ратуры.
112 Глава 3. Оборудова ние для электрической передачи
Рис. 3.44. Разъемы Telco (RJ-21) и Champ: а — общий вид, б раскладка пар RJ-21,
в — раскладка пар Champ для системы Pypeline (АМР)
Таблица 3.11. Разводка 25-парного кабеля в 50-контактном разъеме RJ-21
' =	и переход к разъемам RJ-45 (ЮВазеТ)
Контакт RJ-21	Номер пары	Цвет: основной/полоски	Контакт PDS
26	1	Белый/синий	1
1	1	Синий/белый	,	,	2 	t ... . .
27	2	Белый/оранжевый	з
2	2	Оранжевый/белый	4
28	3	Белый/зеленый	Б
3	3	Заяеный/б&лый’	6
29	4	Белый/коричневый	7
4	4Ч .	Коричн евый/белый	8
30	5	Белый/серый	9
5	5	Серый/белый	10
31	6	Красный/синий	И
6	6	Синий/красный	12 *
32	7	Красный/оранжевый	13
7	7	Оранжевый/красный	14
33	8	Красный/зеленый	15
8	' . ..... .	8 ,	Зеленый/красный ...	16
34	, /	.9	Красный/коричневый	17
9	9		Коричневый/красный	18
35	10	Красный/серый	19
10	1'0	Серыи/красный •	20
36	И	Чррный/синий	21
И	И	Синий/черный	22
,• 3.3. Симметричные кабели — витая пара	113
Контакт RJ-21	Номер пары	Цвет: основной/полоски	Контакт PDS
37 '	12	Черный/оранжевый	23
12	12	Оранжевый/черный	24
38	13	Черный/зеленый	25
13	13	Зеленый/черный	26
39	14	Черный/коричневый	27
14	14	Коричневый/черный	28
40	15	Черный/серьщ	29
15	15	Серый/черный	. .	30
41	16	Желтый/синий	31 -
16	16	Синий/желтый	32’
42	17	Желтый/оранжевый	33
17	17	Оранжевый/желтый	34
43	18	Желтый/зеленый	35
18	18	Зеленый/желтыЙ	36
44	19	Желтый/коричневый	37
19	19 . ,	Коричневый/желтый'	38
45	20	Желтый/серый	39
20	-20	Серый/желтый	40
46-	21	Фиолетовый/синий	41
21	21	Синий/фиолетовый	42
47	22	Фиолетовы й/оранжевый	43
22	22	Оранжевый/фиолетовый	44
48	23 	Фиолетовый/зеленый	45
23	23	Зеленый /фиолетовый	4б‘
49	24	Фиолетовый/коричневый	47
24	24	КориТйёвый/фиолетовый	48
25	25	Фиолетовый/серый	49
50	25	Серый/фиолетовый ,	50
Таблица 3.12. Разводка 25-парнЬго кабеля в 50-контактном разъеме Champ
системы Pypeline фирмы АМР
№ пары	Прямой (Tip)		Обратный (Ring)	
	№ конт.	Цвет: основной/полоски	№ конт.	Цвет;’ основной/полоски
1	2	Белый/синий	1	Синий/белый
2	4	Белый/оранжевый	3	Оранжевый /белый
3	6	Белый/зеленый	5	Зеленый/белый
4	8	Белый/коричневый',	7	Коричневый/белый
Продолжение
114 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
Продолжение
№ пары	Прямой (Tip)		Обратный (Ring)	'	
	№ конт,	Цвет: основной/полоски	№ конт.	Цвет: основной/полоски
5	10	Белый/серый	9	Серый/белый
6	12	Красный/синий	И	Синий/красиый
7	15	Краеный/оранжевый	'	14	Оранжевый/красный
8	17	Красный/зеленый	16	Зеленый/красный •
9	19	Красный/коричневый	18	Коричневый/красный
10	21 .	Красный/серый	20	Серый/красный
И	•23	Черный/синий	22	Синий/черный
12	25	Черный/оранжевый	24	Оранжевый/черный
13	27	Черный/зеленый	26	Зеленый/черный
14	29	Черный/коричневый	28	Коричневый/черный
15	31	Черный/серый	30	Серый/черный
16	33	Желтый/синий	32	Синий/желтый
17	35	Желтый/оранжевый	34	Оранжевый/желтый
18	37	Желтый/зеленый	36	Зеленый/желтый
19	40	Желтый/коричневый	39	Коричневый/желтый
20	42 	Желтый/сермй ,	, , ,	41	Серый/желтый
21	44	Фиолетовый/синий	чй '	Синий/фиблетовый
22	46	Фиолетовый/оранжевый	*45	• Оранжевы й/ф иол сто вы й
23	48	Фиолетовый/зеленый	47	ЗеЛеный/фиолетовый
24	50	• ,	Фиолетовый/коричневый	49 	Коричневый/фиолетовый
25	38	Фйолетовый/серый	13	Серый/фиолетовый
Сплайсы
Сплайсы предназначены для быстрого сращивания или разветвления кабелей в
тех местах, где впоследствии не потребуется, перекоммутация. В основном они
применяются в телефонной части проводки — рассматриваемые ниже изделия
фирмы АМР не обеспечивают частотных параметров категории 5. Вместо пайки,
ч традиционной для телефонии, в них иСПОЛьзуется контакт сб смещением изоля-
ции (IDC), Эти соединители выпускаются как в сухом исполнении, так и с за-
полнением водоотталкивающим гелем.
Соединители Picabond (пикабонд) предназначены для сращивания отдель-
ных проводов'Диаметром 0,32—0,9 Sim. Выпускается 3 типоразмера пикабонд:
стандартный, мини и микро (см. рис. 3.45). Стандартный и микро пикабонды
позволяют «закусывать» до 4 проводов, мини-пикабонд предназначен только
для прямого сращивания дйух проводов. Соединитель представляет собой кор-
пус из луженой фосфористой бронзы, к 'которому снаружи прикреплена изоли-
рующая пленка. Провода в изоляции с помощью специального обжимного инст-
румента вдавливаются в контактные прорези и обжимаются. Место соединения
3,3, Симметричные кабели — витая пара 115
кабелей защищается муфтой. Для работы с многопарными кабелями есть полу-
автоматический инструмент, в который заряжается лента с 1000-2000 соедини-
телями. Для ремонтных работ и кабелей с небольшим числом пар есть несколько
моделей ручного инструмента.
Соединители Tel-Splice (рис. 3,46) имеют более солидную конструкцию и
позволяют соединять 2 или 3 провода с диаметром жилы 0,4-0,9 мм и изоляции
до 1,63 или 2,03 мм (разные модификации). Соединители состоят из пластмассо-
вого корпуса и металлического контакта. Провода заводятся в отверстия корпу-
са, после чего специальным инструментом или щипцами контакты вдавливаются
в корпус и охватывают провода, подрезая изоляцию.
а	б
Рис. 3.45. Соединители Picabond: а — стандартный, б — микро (на ленте)
' Рис. 3.46. Соединители Tei-Spiice
Соединительные модули AMP STACK (рис. 3.47) предназначены для сращи-
вания и разветвления многопарных кабелей с диаметром жил 0,32-0,9 мм и изо-
ляции до 1,65 мм. Блоки выпускаются в 10-, 20- и 25-парных версиях. Они состо-
ят из двух пластмассовых крышек с прорезями для проводов и корпуса с
контактами. Провода вкладываются в прорези крышек, после чего специальным
инструментом—прессом — крышки устанавливаются на корпус. Для проверки
цепей в корпусе имеются отверстия, через которые доступны все контакты. Для
защиты от влаги блок после сборки и проверки может быть заключен в контей-
нер с гидрофобным гелем.
116 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
Рис. 3.47. Соединители AMP STACK
Разветвители и адаптеры
Разветвители и адаптеры — это пассивные устройства, устанавливаемые между
розетками стационарной кабельной системы и интерфейсами оборудования.
В их функции входит «преобразование» типа разъема, а иногда и типа соединяе-
мых кабелей. Конструктивное исполнение (рис. 3.48) может быть жестким или
мягким, мягкое исполнение удобнее (нет конструкций, излишне выстурающих
из розеток).
Рис. 3.48. Разветвители и адаптеры
Адаптеры и разветвители для модульных розеток служат для специфичных
подключений к кабельной проводке. Обычно они имеют 8-позиционную вилку и
одно-два 6- или 8-позиционных гнезда. Схемы соединений популярных адапте-
ров приведены на рис. 3.49. Приведенные рисунки не исчерпывают весь ассорти-
мент выпускаемых изделий, возможны и собственные схемы с учетом конкрет-
ных потребностей.
Волновые адаптеры служат для согласования импедансов кабелей, популяр-
ны преобразователи 100/150 Ом, позволяющие использовать кабельную провод-
ку на «классической» STP для обычных 100-омных приложений, и наоборот.
3.3. Симметричные кабели — витая пара	117
Разновидностью волновых адаптеров являются преобразователи типа balun (ba-
lanced-unbalaami), об«Щёчива1ай1ие\Н«фёШц от симметричного кабеля витая
пара к несимметричному коаксиальному кабелю, и наоборот. Схемы этих преоб-
разователейприведены на рис. 3.50. Фирма Lucent Technologies для своей систе-
мы SYSTIMAX выпускает адаптеры 3S4A, позволяющие по одной паре 4-парно-
го кабеля передавать широкополосный видеосигнал (полоса до 550 МГц) на
расстояние до ЮО м. С их помощью все 12 каналов метрового диапазона от кол-
лективной антенны или передатчика кабельного телевидения могут разводиться
по рабочим- местам, охваченным универсальной структурированной кабельйой
системой.
в
Рис. 3.49. Адаптеры-разветвители: а — 2 х lOBaseT/lOOBaseTX, б — 2 х Token Ring/телефон,
в —IQBaseT/lOOBaseTX + Token Ring/телефон
RJ-45 BNC
Рис. 3.50. Волновые адаптеры для подключения: а, б — сегмента Ethernet, в — lOBaseT через
STP 150 Ом, а — lOOBaseT через STP 150 Ом
118 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
3.3.3.	Экранированная проводка
Экранирование кабельной проводки является темой многих дискуссий. Основ-
ных целей экранирования две — расширить полосу частот, передаваемых по ка-
белю витая пара, и улучшить электромагнитную совместимость кабельной сис-
темы с остальными источниками и приемниками помех.
Расширение полосы частот в первую очередь ограничено значением парамет-
ра ACR. Для того чтобы сигнал на рабочих частотах был распознаваемым, значе-
ние параметра ACR должно быть положительным. Экранирование отдельных
пар позволяет снизить перекрестные помехи — повысить значение NEXT. Прав-
да, при этом увеличивается и затухание сигнала Att, но в. целом удается повы-
сить частоту, на которой значение ACR=NEXT~Att еще положительно.
Экранирование всего кабеля позволяет снизить внешнее излучение и чувст-
вительность к наводкам извне. Снижение внешнего излучения особенно сущест-
венно в случаях, когда требуется обеспечение строгой конфиденциальности ком-
муникаций, а также при использовании в жилых помещениях и медицинских
учреждениях.	<
Для того чтобы экранирование было эффективным, экран должен быть не-
прерывным по всей длине соединения. Главным препятствием для этого являют-
ся коннекторы, и в особенности модульные соединители, которые изначально
экрана не предусматривали. Требование совместимости экранированных и неэк-
ранированных соединителей не позволяет добиться высоких и устойчивых (по-
вторяемых) показателей качества соединения экрана.
Экранированная проводка заметно дороже неэкранированной как по цене
компонента, так и по установке. Положительного эффекта можно добиться толь-
ко при корректном заземлении экрана. Здание, в котором устанавливается экра-
нированная проводка, должно иметь устройство «сигнального» (а не только за-
щитного) заземления. Некорректное заземление или разрыв экрана может
приводить и к обратному результату. Кроме того, наличие экрана, который тре-
буется заземлять с обоих концов кабеля, может вызвать проблему обеспечения
равенства «земляного» потенциала в пространственно разнесенных точках.
Коммутационные панели для экранированной проводки обычно имеют спе-
циальные заземляющие шины с хомутами для присоединения экрана каждого
подходящего кабеля. Эти шины и являются главной точкой заземления провод-
ки и должны соединяться с заземлением здания.
Модульные соединители для экранированных кабелей механически взаимно
совместимы с обычными неэкранированными. Существуют два варианта — пол-
ностью экранированные (full shielded), в которых розетка й вилка заключены в
сплошные экранирующие кожухи, и частично экранированные (grounded). По-
следние лишь обеспечивают электрический контакт экранов соединяемых кабе-
лей. Экранированные коннекторы, кроме соединения экранов, только снижают
внешнее электромагнитное излучение (частично экранированные не делают и
этого) и чувствительность к внешним полям. Снижать перекрестные помехи
между парами экран не позволяет, поскольку конструкция соединителей и при-
нятые раскладки не позволяют вводить экранирующие перегородки между пара-
ми. Разъемы имеют металлические хомутики, охватывающие экран подводимого
кабеля по всему периметру. Способы подсоединения экрана специфичны — это
3.3. Симметричные кабели — витая пара 119
может быть и накрутка, и обжим, и их комбинация (но всяко без пайки). Трудо-
емкость оконцовки кабелей для экранированной системы гораздо выше. Пример
установки экранированной модульной розетки фирмы АМР показан на рис. 3.51.
Рис. 3.51. Установка экранированной розетки: а — укладка кабеля; б, в, г — присоединение и
изоляция экрана
Экранированные модульные вилки устанавливать в «полевых» условиях до-
вольно сложно. Решившись на установку • экранированной проводки, имеет
смысл приобретать экранированные шнуры фабричного изготовления — в целом
это может оказаться дешевле собственных «упражнений» по оконцовке.
Кроме экранирования снижению излучения и перекрестных помех способст-
вует тщательная сбалансированность витых пар кабеля. Так, например, кабели
UTP семейства PowerSum фирмы Lucent Technology, славящиеся хорошей сба-
лансированностью, при использовании приложений класса D вполне пригодны
для применения в жилых помещениях. Что касается информационной безопас-
ности, то для них охранная зона (внутри которой возможен бесконтактный съем
информации) составляет всего 1 м. Для экранированного кабеля при качествен-
ном исполнении проводки' и заземления для съема информации необходимо
прямое подключение. Утечке информации можно препятствовать и иными мера-
ми — например, маскированием сигналов, которое естественным образом проис-
ходйт при переходе от разделяемой среды к коммутируемой (см. 6.7).
ч
3.3.4.	Инструменть!, монтаж и тестирование
Для установки кабельной проводки на витой паре требуется инструмент для за-
делки проводов в IDC-разъемы модульных розеток, кроссовых панелей и комму-
тационных-панелей' а также обжимной инструмент для установки модульных
вилок (если не пользоваться только покупными шнурами).
Для заделки проводов в IDC-разъемы типа S110 и им подобных, а также типа
S66 применяются специальные инструменты, называемые набивными или забив-
ными. Самым удобным (и дорогим) является ударный инструмент (impact tool),
изображенный на рис. 3.52, а. У этого инструмента пружинный механизм преоб-
разует плавное нажатие на рукоятку в резкий удар, завершающий забивку про-
вода. Провода укладываются в прорези основания (wiring block) Или самих бло-
ков коннекторов типа S110. Инструмент устанавливается на йровод (рис. 3.52, б),
и на рукоятку нажимают до характерного удара. Сила удара и отпускания
120 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
,у.
регулируется вращением барабанов. Двусторонний сменный клинок (blade)
можно вставлять двояко — для забивки с отсечением кончика провода и без
отсечения. Для соединения Шлейфом (кроссирбвка телефонии) используется
сторона клинка без лезвия.
Рис. 3.52. Ударный инструмент: а — инструмент с клинками для SI 10/S210 и S66,
б — забивка в S110 с отсечением
Для контактов типа S66 применяют клинки иной формы (см. рис. 3.52, а),
при работе контакт коннектора входит в. полость клинка. Эти клинки тоже дву-
сторонние — с ножом и без него. Провод заводят в прорезь контакта’, после чего
забивают клинком инструмента, при необходимости отрезая кончик.
Другой вариант ударного инструмента — групповой — изображен на рис. 3.53.
Инструмент предназначен и для забивки проводов, и для установки блока коннек-
торов типов S1W/S210. Для заделки проводов в головку вставляется блок клин-
ков. В зависимости от того, как вставить клинки, забивка будет с подрезанием
кончиков или без. Сменные головки выпускаются для 4-парных и 5-парных бло-
ков, клинки различаются по количеству пар и типу (S110 или S210). Работа с
групповым инструментом требует большего усилия, но производительность труда
выше.

Рис. 3.53. Групповой ударный инструмент
Для забивай проводов есть и недорогие инструменты без ударного механиз-
ма — это просто клинок с рукояткой (рис. 3.54). Клинки (для S66 и S110) обыч-
но двусторонние, с отсекающим ножом и без него. Есть и простейшие варианты
пластмассовых инструментов, отсечение кончиков они, естественно, не делают, и
ресурс у Них (количество заделанных проводов) невелик. Для заделки проводов
(без отсечения) в коннекторы модульных розеток и коммутационных панелей
можно пользоваться и пластмассовыми колпачками, входящими в дх комплект.
Применение обычной плоской отвертки для заделки проводов в контакты типа
3.3. Симметричные кабели — витая пара 121
S110 недопустимо, поскольку может вызвать деформацию ножевых контактов.
Если фирменный инструмент недоступен, то можно жало плоской отвертки за-
точить на манер клинка, изображенного на рис. 3.52, б.
(т°0°
Рис. 3.54. Безударный инструмент.
Для установки блоков коннекторов типа S110 и КАТТ в основания для
укладки поводов (см. рис. 3.20) применяют специальные аппликаторы (рис. 3.55).
Для установки блоков S110 и S210 применяют насадки на ударный (безудар-
ный) инструмент, для коннекторов КАТТ применение ударного инструмента не
разрешается. Без инструмента (аппликатора или насадки) блоки (особенно на
4-5 пар) устанавливаются с трудом. Блок нужно вдавливать до тех пор, пока не
защелкнутся все его зацепы.
Рис. 3.55. Аппликатор КАТТ
\
Инструмент для заделки проводов в блоки krone специфичен (рис. 3.56).
У него отличается форма клинка (с расчетом на повернутые контакты), а вместо
лезвия-отсекателя дйя подрезки проводов-используются встроенные ножницы,
срабатывающие в кднце нажатия. Если подрезка не требуется, ножницы можно
заблокировать поворотом рычажка. Кроме ножа для заделки проводов инстру-
мент имеет выдвижные приспособления (клинки-усики) для вынимания прово-
дов и снятия блоков. Для коннекторов». Krone непригоден инструмент (ножи),
предназначенный для коннекторов S110. Однако есть инструмент для Krone, поз-
воляющий заделывать провода и в коннекторы S110 (вместо срубания провода
здесь тоже используются ножницы Krone).
Рис. 3.56. Инструмент Krone
Для подготовки кабеля — снятия внешнего чулка, а также расплетения прово-
дов — можно пользоваться специальными стриперами-препараторами (рис. 3.57).
Инструмент, изображенный слева, имеет сменный блок Лезвий — кроме кабеля
UTP и ScTP (FTP) с его помощью можно зачищать и коаксиал. Можно пользо-
122 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
ваться и обычным ножом (есть риск порезать изоляцию проводников), а также
лезвиями обжимного инструмента (см, рис. 3.58).
Рис. 3.57. Инструменты для подготовки кабеля
Для обжима модульных вилок используются обжимной цнструмент-кримпер
(crimp tool). Универсальный инструмент (рИс. 3.57) имеет сменные губки для
разных типов вилок. Обычно достаточно иметь два комплекта губок: для 8-пози-
пионных (обозначаются RJ-45) и для 6-позиционных (RJ-11). Обжимной инст-
румент снабжается еще и стриперами для подрезания чулка кабеля и ножами-
кусачками для подравнивания проводов. У хорошего Инструмента во время об-,
жима губки движутся по прямой, у дешевого — по дуге.
Рис. 3.58. Кримпер для модульных вилок: 1 — сменные губки, 2 — отрезной нож,
3 — нож для снятия чулка
Процедура установки модульной вилки требует ловкости рук, брак в работе
приводит к безвозвратной потере вилки. Первым делом на кабель одевается за-
щитный колпачок. С кабеля снимается чулок, провода раскладываются в соот-
ветствии с рис. 3.58 (здесь-то и удобны вилки с сепараторами). Расплетение ви-
той пары больше чем на сантиметр (точнее, 0,5 дюйма) не допускается. Провода
подравниваются и вставляются в вилку. Внимательно их осмотрев, убеждаются
в правильности раскладки (по цветам). Все провода должны доходить до упора.
Вилку е проводом вставляют в гнездо инструмента и обжимают.
При использовании блоков‘коннекторов типа3110/210, S66 и других следует
придерживаться стандартных правил нумерации и цветовой маркировки пар
проводов. Контакты на блоках нумеруются так, чтобы в установлённом положе-
нии нумерация шла слева направо и сверху вниз. Каждая пара проводов раскла-
дывается на два соседних контакта, причем сначала идёт прямой провод (Tip),
потом обратный (Ring). При использовании 4-парных проводов с основным ва-
риантом маркировки цвета на нечетных контактах будут белые провода (с цвет-
ной риской), а на четных — цветные. Цвет каждой пары наносится на верхнюю
часть коннектора S110 (рис. 3.60). Повсеместное использование этого правила
3.3. Симметричные кабели — витая пара 123
существенно ускоряет и раскладку проводов, и проверку соединений, и поиск
ошибок. Чтобы цветовая маркировка кабеля и коннектора совпадала, для рас-
кладки 4-парных кабелей на 25-, 50-парные (и кратные им) блоки S110 следует
применять 4-парные блоки коннекторов, хотя при этом будет пропадать по
одной паре на каждом ряду (6x4=24). Многопарные кабели раскладывают по
порядку цветов, указанному в табл. 3.11 (последняя графа).	'
Т568А
•' -	 - ' I бело-зелен,
зеленый
з бело-оранж.
з синий
з бело-синий
3 оранжевый
] бело-коричн.
^коричневый
Т568В
I бело-оранж.
I оранжевый
। бело-зелен,
синий
бело-синий
зеленый
бело-коричн.
Коричневый
Рис. 3.59. Установка модульных вилок
синий
оранжевый
зеленый
коричневый
бело-синий
синий
бело-оранжевый
оранжевый
бело-зеленый
зеленый
бело-коричневый
коричневый
Рис. 3.60, Раскладка проводов на блоках S110

При укладке проводов пары не следует специально расплетать — лучше к
контактам подвести ближайшую «волну». Чулок с кабеля следует снимать ровно
настолько, сколько требуется для раскладки пар — так и меньше шансов перепу-
тать провода разных кабелей, и меньше шансов излишнего сближения пар раз-
ных кабелей. При раскладке проводов следует избегать их резких изгибов. При
монтаже розеток кабель должен обязательно закрепляться на плате или- корпусе
розетки, причем той частью, которая находится в чулке. На розетках цветовая
маркировка не всегда бывает регулярной (этим грешат «непородистые» розетки
и коммутационные панели). В этом случае подсказкой к правильной раскладке
может быть раздельная цветовая маркировка для каждого провода пары или же
цифровая маркировка номера контактов гнезда. Напомним,- что цветовая марки-
ровка проводов для розеток RJ-45 зависит от принятой раскладки (Т568А или
. Т568В), а розетки с раскладкой USOC в кабельной проводке категории 5 и выше
применять нельзя.
124 Глава 3. Оборудование для электрической передачи
(
Для проверки правильности соединений желательно использовать специаль-
ные тестеры, поскольку прозвонка всех проводов обычным омметром занимает
слишком много времени. Кабельную проводку проверяют от розетки рабочего
места до порта коммутационной панели. Шнуры проверяют, естественно, от
разъема до разъема. Тестер для проверки на постоянном токе (например, модели
SLT3 фирмы MOD-TAP) состоит из двух блоков (см. рис. 3.61). На каждом бло-
ке имеется набор гнезд под несколько раскладок проводов (здесь есть USOC,
Т568А и Т568В). Задающий блок (master) имеет генератор с 4-фазным распреде-
лителем импульсов и 4 светодиодных индикатора. В каждой фазе возбуждается
ток в одной из проверяемых пар. Второй блок (slave) чисто пассивный, в нем
кроме гнезд имеется 4 пары светодиодов. Если тестируемая пара подключена
правильно, загорается зеленый, если перевернута — красный. Таким образом,
при подключении блоков к правильному шнуру на каждом блоке зеленые Инди-
каторы мигают по кругу. Нарушение порядка или красные сигналы указывают
на ошибки соединения. Таким тестером легко проверять соединения, концы ко-
торых расположены в разных помещениях. Для умелых рук изготовление такого
тестера не будет трудной задачей (2 микросхемы КМОП, светодиоды, резисто-
ры, гнезда и батарейка — все что нужно), а экономию времени он дает колоссаль-
ную. Тестер выявляет ошибки типа обрыва, замыкания, переворота проводов
пары (reversed pair, рис., 3.62, б), пересечение пар (crossed pairs, рис. 3.62, в). Од-
нако он не способен уловить ошибки типа «расщепленная пара» (splitted pair,
рис. 3.62, г). Их можно выявить либо тщательным визуальным контролем, либо
прибором для динамических измерений.
Рис. 3.61. Тестер для проверки кабельной проводки
Приборы для динамических измерений имеют различные метрологические
возможности. Простейшие из них, кроме измерения статических параметров,
позволяют определять карту проводов (wire map), включая определение расщеп-
ленных пар. Расщепленная пара определяется по аномально высоким перекрест-
ным наводкам. Более сложные приборы позволяют оценивать (и даже измерять)
некоторые параметры линий, в том числе и импеданс. Приборы, снабженные
рефлектометром TDR (Time Domain Reflectometer), позволяют измерять рас-
стояния до точек аномалий импеданса (короткие замыкания, обрывы) и перекре-
стных наводок. И, наконец, самые совершенные приборы позволяют произво-
дить сертификационные Испытания — измерять все параметры кабельных
соединений, специфицированные стандартами. Примером такого прибора явля-
ется кабельный тестер DSP-100-Cablemeter фирмы Fluke. Он позволяет выпол-
нять все измерения на частотах до 155 МГц с точностью, удовлетворяющей тре-
бованиям Level II TSB-67 (см. 5.1.2). Прибор состоит из двух блоков — основ-
3.3. Симметричные кабели — витая пара	125

ного и выносного (remote). Блоки подключаются к обоим концам тестируемой
линии. На основном выбирается режим тестирования (ручной—автоматический),
режим индикации (цифровой—графический), тип тестируемого кабеля (UTP,
STP, FTP, ScTP, коаксиальный), стандарт, на соответствие которому произво-
дится тестирование (категории 3, 4, 5 568А, классы А, В, С, D 11801, сетевые
приложения 10Base-xx, 100 Base-xx, Token Ring, lOOVG-AnyLAN). Прибор хра-
нит в памяти результаты тестирования до 500 линий, их можно вывести на пе-
чать или сохранить в виде файла. Полный цикл измерений линии выполняется
за 17 секунд. При обнаружении неисправности в линии легко получить деталь-
ную информацию, включая "расстояние до аномалии или развертку интересую-
щих параметров (NEXT, импеданс) по длине линии. Если использовать интел-
лектуальный удаленный блок (в его роли может выступать и основной блок
другого тестера), то прибор измеряет NEXT в обоих направлениях. При простом
удаленном блоке каждую линию приходится тестировать дважды, меняя места-
ми положение основного и удаленного блоков. К блокам могут быть подключе-
ны трансиверы для тестирования оптических волокон. Питаются блоки как от
аккумуляторов, так и от сети.
б
в
Рис. 3.62. Правильный монтаж и ошибки для модульных соединителей витой пары:
а — правильно, б — переворот, в — пересечение, г — расщепление пар
Похожими возможностями обладают и другие тестеры — например, популяр-
ный PentaScanner фирмы Microtest, который работает несколько медленнее, зато
имеет больший объем памяти для результатов измерений.
Внимание. При работе кабельных тестеров рядом с портативными радиостан-
циями в момент работы передатчиков возможны искажения результатов измере-
ния из-за помех, при которых тест линии не проходит. Повторное тестирование
в этом случае дает положительный результат.
3.3.5.	Сетевые технологии с симметричной
передачей
Все современные сетевые технологии имеют версии, использующие медный ка-
бель (в основном, витую пару) в качестве среды передачи. Их требования к среде
передачи различны даже при одних и тех же скоростях передачи данных. Эти
требования приведены в табл. 3.13, 3.14, информация для них была взята с Web-
сайта компании Lucent Technologies. Согласно стандартам на CRC (см. главу 5),
в качестве интерфейса используются 8-позиционные модульные соединители,
использование контактов приведено в табл. 3.10 на стр. 105.
Таблица 3.13. Стандарты IEEE802.3 (Ethernet) для медного кабеля (витая пара)
Параметр	10BASE-T	1O0BASE-TX	100BASE-T4	100BASE-T2	1000BASE-T '
Скорость передали 'данных, Мбит/с . , о  „	10 (полный дуплекс) ’	100 (нодиый ' дуплекс)	100	"10В (полный'дуплекс)	1000 (полный дуплекс)
Скорость (Чайота передачи) & линии '	'	10 Мбит/с	125 Мбит/с	33,33 Мбит/с на па- ру (25 М троичных символов на пару)	50 Мбит/с hS гйру	250 Мбит/с на пару
Метод дсодарорания	Манчестерский	MI.T-.3	8В6Т	РЛМ5	. ,, ’	РАМ5
Уронеда-ошибок, бит	1 на 10й	1 на 1012	1 на 108	1 на 10'°	" •'	1 на 10го
Скремблирование ПЭ физическом уровне	Нет	Да	Нет	Да	Да • -
Амплитуда сигнала, В -	2,2-2,8	1,9-2,1	3,15—3,85	2,14-2,4	1,0 ' , ’ ’
Уровень шума (амплитуда помехи)	< 264 мВ ‘	Нет спецификации <* 1	NEXT < 105 мВ	NEXT < 182 мВ, - FEXT < 51,4 мВ, • внешние < 25 мВ	< 30 мВ ,
Требования к UTP	Категории 3,4, 5: кат. 3 — 100 м, кат. 4 — 140 м, кат. 5 — 150 м	Категории: 100 м	Категории 3, 4, 5: 'кат. 3-— 100 м, кат. 4	100 м, йат/ 5.— 100 м	Категории 3, 4, 5: кат, 3 — 100 м, кат. 4 — 100 м, кат. 5 — 100 м	Категорий: 100 м . v '
Число Нар	'	2	2	1 ’’	;	М	2	4
Используемые контакты	1,2 и 3,6	1,2 и 3,6	Все'8	1,2 и 3,6 .	Все 8 ‘
Требования к среде передачи	На 10 МГц Att < 11,5 дБ, NEXT > 30 дБ Скорость рас? проСтранения> 0,585 с,  Задержка распрост- ранения < 1000 нс	Категории 5 ОТР согласно 568-А, на 16 МГц Att< 10 дБ, NEXT > 40,5 дБ Девиация зату- хания <0,35 дБ. Поддерживается и STP 150 Ом	На 2-12,5 МГц Att- < 12.5 дБ ИЕХГфЗЗдБ, ELFEXTM23 дБ	На 16 МГц Att < 14,6 дБ, NEXT >19,5 дБ, ELFEXT>20,9 дБ, , PSNEXT > 19 дБ, PSELFEXT > 19,9 дБ Задержка распростра- нения < 570 нс, перекос < 50 нс	На 100 МГц Att <24,0 дБ, NEXT > 27. дБ, ELFEXT> 17 дБ, PSELFEX>14,4 дБ, RL> 8 дБ	* Задержка распрост- ранения < 570 нс, перекос < 50 нс
Примечания	Поддерживаются кабели 120 и 150 Ом	Рекомендуется разделка и неис- пользуемых пар *	Поддерживаются кабели 120 Ом	2	
Таблица 3.14. Стандарты ATM, FDDI I и IEEE802.12 для медного кабеля (витая пара)
-	АТМ-форум				FDDI ANSI ХЗТ12	IEEE 802.12 (Demand Priority)
Параметр	25,6 Мбит/с (Private UNI)	51 Мбит/с (Private UNI)	155 Мбит/с (Private UNI)	155 Мбит/с (Private UNI)	TP-PMD (Token Ring)	100BASE-VG
Скорость передачи данных, Мбит/с	25,6	51,84; 25,92 и 12,96	155,52	155,52	"100	100
Скорость (частота пере- дачи) в линии, Мбит/с	32	12,96	155,52	25,92	125 (кодирование 8B10B)	120, по 30 на пару
Метод кодирования	NRZ (кодирова- ние 4В5В)	16-САР (4 и 2- САР)	NRZ	64-САР	MLT-3	NRZ (кодирование 5В6В)
Уровень ошибок, бит	1 на 1010	1 на 1010	1 на 10’°	1 на 1010	1. на 1012	1 на 108
Скремблирование на физическом уровне	Нет	Да	Нет	Да	Да	Нет
Амплитуда сигнала, В	2,7-3,4	4	4	3,8-4,2	0,84—1,06	3,8-4,2	1,9-2,1	2,2-2,8
Уровень шума	Нет специфи- кации	Внешнее поле <3 В/м	Внешнее поле <3 В/м, NEXT < 20 мВ	Внешнее поле < 3 В/м	Нет спецификации	Меньше 0,2 имп./с с амплитудой > 264 мВ
Требования к UTP	Категории 3, 4, 5: кат. 3 — 100 м, кат. 4 — 140 м, кат. 5 — 160 м	Категории 3, 4, 5; кат. 3 — 100 м, кат. 4 — 140 м, кат. 5 — 150 м	Категории:' 100 м	, Категории 3, 4, 5: кат. 3 — 100 м, кат. 4 — 140 м, кат. 5 — 150 м	Категории: 100 м	Категории 3, 4, 5: кат. 3 — 100 м, кат. 4 — 140 м, кат. 5 — 150 м
Число пар	2	2	2	2	2	4
Используемые контакты	1,2 и 7,8	1,2 и 7,8	1,2 и 7,8	1,2 и 7,8	1,2 и 7,8	Все 8
Требования к среде передачи	UTP категории 3	UTP категории 3	UTP категории 5	UTP категории 3	UTP категории 5, на 16 МГц Att< 10 дБ, NEXT > 40,5 дБ	UTP категории 3, Att < 14 дБ, поддерживаются 4- и 25-парные кабели
Продолжение #
Продолжение
Параметр	АТМ-форум				FDDI ANSI ХЗТ12	IEEE 802.12 (Demand Priority)
	25,6 Мбит/с (Private UNI)	51 Мбит/с (Private UNI)	155 Мбит/с (Private UNI)	155 Мбит/с (Private UNI)	TP-PMD (Token Ring)	100BASE-VG
Требования к среде передачи		к			Девиация затухания < 0,35 дБ	Скорость распростра- нения > 0,585 с, перекос < 67 нс, задержка распростра- нения < 570 ис,
Специальные требования	Поддерживают- ся кабели 120 и 150 Ом		Поддержива- ется и STP 150 Ом, Рекомендуется разделка и неисполь- зуемых пар	Поддерживается и STP 150 Ом	Поддерживается и STP 150 Ом; Рекомендуется разделка и неиспользуемых пар	Поддерживается STP 150 Ой (и оптоволокно)
Средства
оптической
передачи
Передача информации по оптическим линиям связи имеет всего лишь 50-лет-
нюю, но весьма бурную историю. В основе оптической передачи лежит эффект
полного внутреннего отражения луча, падающего на границу двух сред с различ-
ными показателями преломления. Световод представляет собой тонкий двух-
слойный стеклянный стержень, у которого показатель преломления внутреннего
слоя (и,) больше, чем наружного (п2). Если в торец такого стержня ввести свето-
вой луч под углом к оси, не превышающим некоторый критический угол, то луч
будет полностью отражаться от поверхности раздела слоев и распространяться
вдоль световода. При этом световод можно изгибать (в определенных пределах),
и проходящий световой поток такя^е будет изгибаться. Световод, управляемый
источник света и фотодетектор образуют канал оптической передачи информа-
ции, протяженность которого может достигать десятков километров. Световоды
пропускают свет с длиной волны 0,4-3 мкм (400-3000 нм), но пока практически
используется только диапазон 600-1600 нм (часть видимого спектра и инфрак-
расного диапазона). История оптоволоконной передачи началась с коротковол-
новых (около 800 нм) систем. По мере совершенствования технологий производ-
ства излучателей и приемников уходят в сторону более длинных волн — через
1300 и 1500 к 2800 нм, передача которых может быть эффективнее. Высокая час-
тота электромагнитных колебаний этого диапазона (1013-1014 Гц) дает потенциа-
льную возможность достижения скорости передачи информации вцлоть до
терабит в секунду. Реально достижимый предел скорости определяется сущест-
вующими источниками и приемниками сигналов — в настоящее время освоены
скорости до нескольких гигабит в секунду.
130 Глава 4. Средства оптической передачи
4.1.	Структура световода и режимы
прохождения луча
Устройство световода иллюстрирует рис. 4.1. Внутренняя часть световода назы-
вается сердцевиной (соте, иногда переводят как «ядро»), внешняя — оптической
оболочкой волокна, или просто оболочкой (cladding). В зависимости от траекто-
рий распространения света различают одномодовое и многомодовое волокно.
Многомодовое волокно (multi mode fiber, MMF) имеет довольно большой диаметр
сердцевины — 50 или 62,5 мкм прш диаметре оболочки 125 мкм или 100 мкм при
оболочке 140 мкм. Одномодовое волокно (single mode fiber, SMF) имеет диаметр
сердцевины 8 или 9,5 мкм при том же диаметре оболочки. Снаружи оболочка
имеет защитное покрытие (coating) толщиной 60 мкм, называемое также защит-
ной оболочкой. Световод (сердцевина в оболочке) с защитным покрытием назы-
вается оптическим волокном. Оптоволокно в первую очередь характеризуется
диаметрами сердцевины и оболочки, эти размеры в микрометрах записываются
через дробь: 50/125, 62,5/125, 100/140, 8/125, 9,5/125 мкм. Наружный диаметр
волокна (с покрытием) тоже стандартизован, в телекоммуникациях в основном
используются волокна с диаметром 250 мкм. Применяются также и волокна с
буферным покрытием, или просто, буфером (buffer), диаметром 900 мкм, нане-
сенным на первичное 250-мкм покрытие.
Рис. 4.1. Оптоволокно в буфере: а — одномодовое,б— многомодовое, 1 — сердцевина,
2 — оптическая оболочка, 3 — защитное покрытие, 4 — буфер (необязательный)
Распространение света в волокне иллюстрирует рис. 4.2. Для того чтобы луч
распространялся вдоль световода, он должен входить в него под углом не более
некоторого критического относительно ’оси' бблИкна, ТО есть попадать в вообра-
жаемый входной конус. Синус этого критического угла называется числовой
апертурой световода №1 и определяется через абсолютные показатели прелом-
ления слоев по формуле
NA = sin 0 = yjnt -п^.
В многомодовом волокне показатели преломления сердцевины пс и оболочки
различаются всего на 1-1,5 % (например, пс: п^ = 1,515:1,50). При этом апер-
4.1. Структура световода и режимы прохождения луча 131
тура №4=0,2-0,3, угол, под которым луч может войти в световод, не превышает
12-18° от оси. В одноходовом волокне показатели преломления различаются
еще меньше (и, : иоб = 1,505 :1,50), апертура №4=0,122 и угол не превышает 7° от
оси. Чем больше апертура, тем легче ввести луч в волокно, но при этом увеличи-
вается модовая дисперсия и сужается полоса пропускания (см. ниже). Числовая
апертура характеризует все компоненты оптического канала — световоды, источ-
ники и приемники излучения. Для минимизации потерь энергии апертуры со-
единяемых элементов должны быть согласованными друг с другом.
Рис. 4.2. Ввод света в оптоволокно. 1 — входной конус, 2 — осевая мода, 3 — мода низкого
порядка, 4 — мода высокого порядка
Строго говоря, распространение сигнала в оптоволокне описывается уравне-
ниями Максвелла. Возможные решения уравнений Максвелла соответствуют
различным световым модам. В большинстве случаев можно пользоваться при-
ближением геометрической оптики. Если рассматривать распространение сигна-
ла с позиций геометрической оптики, то световые лучи, входящие под различны-
ми углами, будут распространяться по разным траекториям (рис. 4.3). Более
высоким модам соответствуют лучи, входящие под большим углом, — они будут
иметь большее число внутренних отражений по пути в световоде и будут прохо-
дить более длинный путь. Число мод для конкретного световода зависит от его
конструкции — показателей преломления и диаметров сердцевины и оболочки —
и длины волны.
Рис. 4.3. Распространение волн в световодах: а — в одномодовом; б — в многомодовом
со ступенчатым профилем; в — в многомодовом с градиентным профилем. 1 — профиль
показателя преломления, 2 — входной импульс, 3 — выходной импульс
132 Глава4. Средства оптической передачи
Световой импульс, проходя по волокну, из-за явления дисперсии изменит
свою форму — «размажется». Дисперсия бывает трех вадов: модовая, молеку-
лярная и волноводная.
Модовая дисперсия (modal dispersion) в многомодовом волокне возникает из-
за разности длин путей, проходимых лучами различных мод. Эта дисперсия
определяется как разность времени прохождения единицы длины волокна раз-
личными модами, для нее типичны значения 15—30 нс/км для волокна со сту-
пенчатым профилем. Ее можно уменьшать, сокращая количество мод — уменьшая
Диаметр сердцевины (в пределе до одномодового). Кроме того, эту дисперсию
уменьшает применение градиентного профиля показателя преломления. Как
видно из рисунка 4.3, применение сердцевины с градиентным изменением пока-
зателя преломления в многомодовом волокне позволяет уменьшить количество
мод, а. следовательно, и уменьшить искажение выходного импульса. Кроме того,
лучи, идущие по длинным траекториям, значительную часть пути проходят по
среде с меньшей плотностью — их скорость больше, и приходят они почти одно-
временно с лучами более коротких траекторий.
Спектральная дисперсия, называемая также молекулярной или материальной,
вызвана тем, что волны с разной длиной распространяются в одной и той же сре-
де с различной скоростью, что обусловлено особенностями молекулярной струк-
туры. Поскольку источник излучает не одну волну, а спектр (пусть и узкий),
лучи различной длины волны будут достигать приемника не одновременно. В об-
ласти около 850 нм более короткие волны по световоду движутся медленнее, чем
более длинные. В области 1550 нм ситуация обратная, В области около 1300 нм
дисперсия нулевая. Молекулярная дисперсия определяется как разность вре-
мени прохождения по волокну излучения, различных длин волн, отнесенная к
разности длин этих волн и длине волокна (единица измерения — пс/нм/км).
Молекулярная дисперсия существенна для одномодового волокна (в многомодо-
вом ее влияние малозаметно). Снизить ее влияние можно уменьшением ширины
полосы излучения источника, и выбором оптимальной длины волны.
Волноводная дисперсия, актуальная для одномодового волокна, обусловлена
разностью скоростей распространения волн по сердцевине и оболочке.
В одномодовом волокне, кроме ступенчатого ифофидя показателей преломле-
ния, применяют и более сложные: W-образный двухступенчатый с депрессиро-
ванной двойной оболочкой и треугольный, — наиболее эффективно подавляющие
паразитные моды. Этим достигается снижение влияния дисперсии на форму пе-
редаваемого сигнала, за что такое волокно называют True wave — истинная волна.
Режим передачи — одномодовый или многомодовый — определяется спосо-
бом ввода света в волокно (инжекции), конструкцией волокна и длиной волны
источника. Ввод света для одномодового режима должен осуществляться узким
лучом точно вдоль оси волокна, здесь в качестве источника можно использовать
только лазер. Для многомодовой передали может испоЛьзоваться и более деше-
вый светодиодный излучатель, имеющий более широкую диаграмму направлен-
ности. Передача в одномодовом режиме возможна лишь при длине волны, пре-
вышающей некоторое пороговое значение (cut-off wavelength).'Эта пороговая
длина волны определяется конструкцией волокна (диаметром сердцевины). Во-
локно для одномодовой передачи на длине волны 1300 нм имеет пороговую дли-
ну волны около 1200 мкм. Следовательно, в таком волокне на длине волны
4.2. Мощность сигнала, потери и усиление 133
850 нм одномодовая передача невозможна. При одномодовой передаче луч пере-
дается и по внутренней части оболочки, поэтому ее прозрачность, как и прозрач-
ность сердцевины, влияет на затухание сигнала. Здесь световой луч характеризу-
ется диаметром модового пятна — области сечения волокна, через которую он
распространяется (больше, чем сердцевина). В многомодовом волокне через обо-
лочку свет не идет, так что ее прозрачность несущественна.
При работе лазерного источника на многомодовое волокно при некоторых
условиях на неоднородностях среды луч может расщепиться на несколько мод,
распространяющихся по сильно различающимся траекториям. Этот эффект
дифференциальной модовой задержки, DMD (Differential Mode Delay), приводит
к дрожанию (jitter) сигнала на приемном конце, степень которого зависит от
длины волокна. Эффект DMD по действию напоминает модовую дисперсию.
Влияние DMD для волокна с градиентным профилем показателя преломления
можно ослабить, если луч вводить не точно по центш сердцевины, а со смещени-
ем от оси на 10-15 мкм. Смещение осуществляется либо в передатчике, либо в
специальном переходном шнуре МСР (media conditioning patch-cord).
Для многомодового волокна существует понятие равновесного распределения
мод — PPM, ему соответствует английский термин EMD'(equilibrium mode dist-
ribution). Эффективность переноса энергии в разных модах различна — потери в
высоких модах больше потерь в низких. В реальных волокнах из-за изгибов и не-
однородностей по мере движения свет может переходить из одной моды в другую.
В переполненном волокне в переносе энергии участвуют и неэффективные моды.
В ненаполненном волокне используются только моды низких порядков. Изначаль-
но модовое распределение определяется источником света: светодиод обычно пе-
реполняет волокно, лазер не наполняет волокно. По мере удаления от источника,
переполняющего волокно, наступает состояние равновесного распределения мод
(PPM), и дальше переходов не происходит. Интересно то, что до наступления
равновесия погонное затухание пропорционально длине волокна, а после на-
ступления — пропорционально квадратному корню из длины. Для стеклянного
волокна РРМ наступает на расстоянии, измеряемом километрами, для пластико-
вого — метрами. Степень наполнения волокна влияет на результаты измерения
его характеристик, а также на результаты измерений потерь, вносимых стыком.
Измерение вносимых потерь для соединения в условиях РРМ даст большее
значение, но оно отражает реальное затухание, вносимое стыком в длинную ли-
нию. Достижения РРМ на малой длине можно добиться, обернув волокно 5 раз
вокруг стержня, диаметр которого равен двукратному минимально допустимому
(для данного волокна) радиусу изгиба.
4.2.	Мощность сигнала, потери
и усиление
Мощность оптического сигнала измеряется в логарифмических единицах дБм
(децибел к милливатту): уровню 0 дБм соответствует сигнал с мощностью 1 мВт.
Иногда пользуются единицей дБмк: уровню 0 дБмк соответствует сигнал с мощ-
ностью 1 мкВт.
134 Глава4. Средства оптической передачи
Потери (loss) сигнала в каком-либо элементе определяются через отношение
выходной Роит мощности ко входной PIN как	•	,
Loss=-10 lg(Pout/-?in)=10	щ/Рout)
Знак «минус» перед логарифмом позволяет выражать затухание положитель-
ными величинами. Тогда большее1 затухание будет соответствовать и большим
потерям сигнала, что удобно при расчетах.
По мере распространения луча происходит его затухание, вызванное рассея-
нием и поглощением. Поглощение — преобразование в тепловую энергию — про-
исходит во вкраплениях примесей; чем чище стекло, тем эти потери меньше.
Рассеяние — выход лучей из световода — происходит в изгибах волокон, когда
лучи более высоких мод покидают волокно (см. рис. 4.4). Рассеяние происходит
и в микроизгибах, и на прочих дефектах поверхности границы сред.
Рис. 4.4. Рассеяние света на Изгибах
Для волокна указывают погонное затухание (дБ/км), и для получения значе-
ния затухания в конкретной линии погонное затухание умножают на ее длину.
Затухание имеет тенденцию к снижению с увеличением длины волны, но при
этом зависимость немонотонна, что видно из рис. 4.5. На нем видны окна про-
зрачности многомодового волокна в областях с длинами волн 850 мкм и
1300 мкм. Для одномодового волокна окна находятся в диапазонах около 1300 и
1500-1600 мкм. Естественно, что с целью повышения эффективности связи ап-
паратура настраивается на длину волны, находящуюся в одном из окон. Одномо-
довое волокно используется для волн 1550 и 1300 нм, при этом типовое погон-
ное затухание составляет 0,25 и 0,35 дБ/км соответственно. Многомодовое
волокно используется для волн 1300 и 850 нм, где погонное затухание — 0,75 и
2,7 дБ/км.
В оптической передаче самые сложные задачи связаны с концами и стыками
волокон. Это генерация световых импульсов и ввод их в волокно, прием и детек-
тирование сигналов, и «просто» соединение отрезков волокон между собой. Луч,
падающий на торец волокна, входит в него не весь: он частично отражается об-
ратно, частъ проходящей энергии рассеивается на дефектах (шероховатости) по-
верхности торца, Часть «промахивается» мцмо конуса, принимающего* свет. То
жр самое происходит и на выходе луча из волокна. В итоге каждый стык вносит
потери проходящего сигнала (типовое значение 0,1-1 дБ), а уровень отраженно-
го сигнала может находиться в пределах -(15-60) дБ,-Для снижения потерь и от-
ражений применяют различные конструктивные ухищрения. Рассмотрим основ-
ные источники неприятностей на стыках. .	....
4.2. Мощность сигнала, потери и усиление	135
0.8	1,0	1,2	1,4 Длина волны, мкм
Рис. 4.5. Зависимость затухания от длины волны
При прохождении луча через границу двух сред, различающихся по показате-
лям преломления, происходит его частичное обратное отражение. Это отраже-
ние, называемое френелевским, тем больше, чем больше различаются показатели
преломления (неважно, в какую сторону). Для пары стекло-воздух потери на
френелевском отражении при нормальном падении составляют 0,17 дБ. Таким
образом, на стыке двух волокон с малейшим воздушным зазором потери только
на этом отражении составят 0,34 дБ (стекло—воздух—стекло). В многомодовом
режиме, когда свет падает на границе раздела не перпендикулярно, потери будут
больше. Для устранения этого отражения в зазор между волокнами вводят кап-
лю геля, совпадающего со стеклом по показателю преломления. В разъемных со-
единениях обратное отражение снижают другими способами.
Потери в соединениях складываются из собственно затухания Lossc и воз-
можных потерь от несогласованности диаметров и апертур соединяемых элемен-
тов. Потери от несоответствия диаметров возникают, когда диаметр принимаю-
щего элемента (£>2) меньше диаметра передающего элемента (ПД. Тогда
Lossd=-io ig(D2/n1)2=20 lg(£>,/n2).
Потери, рассчитанные по этой формуле, будут иметь положительное значе-
ние. При £>2>Dt эти потери отсутствуют. Для многомодовых волокон в этой
формуле участвуют диаметры сердцевин, для одномодовых — диаметры модово-
го пятна.
Потери от несоответствия числовых апертур возникают, когда апертура при-
нимающего элемента (№42) меньше диаметра передающего элемента (Мф). Тогда
Lossa=-10 lg(№42/M4!)2=20 \%(NAJNA2).
При №42>№4t эти потери отсутствуют.
Поскольку реальные вОлокна не имеют идеально круглой концентрической
формы сечения, при стыковке волокон потери возникают от некруглости и экс-
центриситета стыкуемых волокон. Кроме того, потери вызываются и угловым
отклонением осей волокон. Все эти дефекты, естественно, могут только увеличи-
вать переходные потери. На рис. 4.7, иллюстрирующем эти потери, заштрихова-
ны эффективные области (и конус) передачи световой энергии — потери тем
больше, чем меньше эти области. Если между сколами стыкуемых волокон
оказывается воздушный зазор, то вносится дополнительное затухание, почти
136 Глава 4. Средства оптической передачи
линейно возрастающее с увеличением зазора. Это явление используется в
аттенюаторах (см, ниже). Чем больше апертура волокон, тем сильнее возрастает
это затухание с увеличением зазора. Дополнительные потери возникают и от
непараллельное™ плоскостей сколов, а также от шероховатости сколов.
б	в
а
Рис. 4.6. Влияние ошибок взаимного расположения волокон на стыках:
а — некруглость, б — эксцентриситет, в — угловое отклонение осей
Как ни странно, волокно может вносить не только затухание, но и усиление
сигнала. На основе отрезка оптоволокна, легированного эрбием, возможно созда-
ние чисто оптического усилителя сигнала. Усилитель EDFA (erbium-doped fiber
amplifier) увеличивает мощность проходящего оптическом сигйала с длиной
волны 1550 нм на 30-40 дБ за счет оптической энергии, Поступающей от лазера
накачки с длиной волны 980 нм. Такой усилитель йроще в реализации, чем элек-
тронный усилитель с приемником и передатчиком. Кроме того, поскольку он
усиливает чисто оптический сигнал, не возникает проблем с быстродействием.
Эрбиевые усилители применяют в длинных магистралях.
4.3.	Пррпускная способность, методы
передачии кодирования
В большинстве современных технологий информация по световодам передается
с помощью импульсов в двухуровневой дискретной форме (есть сигнал-нет сиг-
нала), аналога полярности электрического сигнала здесь нет. Информационная
пропускная способность линии определяется ее полосой пропускания и приня-
той схемой кодирования. Полоса пропускания определяется Как максимальная
частота импульсов, различимых приемником. На рис. 4.7 показаны результаты
прохождения пары импульсов через отрезки световодов различной длины. По-
лоса пропускания волоконной линии ограничивается из-за явления дисперсии,
поэтому она зависит от длины. Особенно это заметно на многомодовом волокне.
Для многомодового волокна ширина полосы пропускания BW (МГц) связана с
длиной L (км) через параметр, называемый полосой пропускания А (МГцхкм):
BW-A/L.
Рис. 4.7. Дисперсионное ограничение длины волоконной линии
4.4. Источники и приемники излучения 137
По полосе пропускания А можно определить максимальную частоту, при кото-
рой импульсы будут еще различимыми после прохождения через световод задан-
ной длины. Можно решить и обратную задачу — определить максимальную длину
световода, пропускающего импульсы заданной частоты. Коэффициент А приво-
дится в спецификации на волокно и указывается для конкретной длины волны.
Современные многомодовые кабели имеют Л=160-500 МГцхкм (см. табл. 4.1 на
стр. 145).
Для одномодового волокна в расчете полосы пропускания участвует молеку-
лярная дисперсия Disp (пс/нм/км) и ширина спектра источника SW (нм), здесь
можно использовать оценку
W=0,187/(DispxSWxL).
Современные одйомодовые кабели и лазерные излучатели обеспечивают поло-
су пропускания порядка 1 ГГц при длине линии 100 км (технология lOOOBaseLH).
Применение особо Прозрачных фторцирконатных волокон позволит строить ли-
нии с участками без регенераторов длиной до 4600 км при скорости передачи по-
рядка 1 Гбит/с. -	'	-
Эффективность использования полосы пропускания определяется принятой
схемой кодирования. В технологии-FDDI (и lOOBaseFX), например, применяет-
ся физическое кодирование по методу NRZI, при котором один бит передается
за 1 такт синхронизации (см. 1.5), и логическое 4В/5В. Это означает, что каждые
4 бита полезной информации кодируются 5-битным символом, передаваемым за
5 тактов. Таким образом, коэффициент использования полосы пропускания со-
ставляет 4/5=0,8, и для передачи данных со скоростью 100 Мбит/с требуется
обеспечить передачу импульсов с частотой (полосой) 125 МГц.
В технологиях современных поколений используется когерентное излучение
с модуляцией частоты или фазы сигнала. При этом достигается пропускная спо-
собность; измеряемая гигабитами в секунду при длине в сотни километров без ре-
генерации. Другое направление — солитоновая технология, основанная на переда-
че сверхкоротких (10 пс) импульсов-солитонов. Эти импульсы распространяются
без искажения формы, и в идеальной линии (без затухания) дальность связи не
ограничена при гигабитных скорости? передачи. Для этих технологий, пока не
имеющих отношения к локальным сетям, пропускная способность линии опре-
деляется иными способами.  '
4.4.	Источники и приемники
излучения
В качестве источников излучения используются светодиоды и полупроводнико-
вые лазеры. Светодиоды (LED — Light Emited Diode) являются некогерентными
источниками, генерирующими излучение в некоторой непрерывной области
спектра шириной 30-50 нм. Из-за значительной ширины диаграммы направлен-
ности их применяют только при работе с многомодовым волокном. Самые деше-
вые излучатели работают в диапазоне волн 850 нм (с них началась волоконная
связь). Передача на более длинных волнах эффективнее, но технология изготов-
ления излучателей на 1300 нм сложнее и они дороже. По конструкции различают
138 Глава 4. Средства оптической передачи
светодиоды с поверхностным и боковым излучением. Последние обладают более
узкой направленностью луча. Из-за относительно невысокого быстродействия
светодиодов их применяют только до скоростей 622 Мбит/с, где с учетом избы-
точности кода 8В/10В скорость в линии составляет 777,6 Мбод.
Лазеры являются когерентными источниками, обладающими узкой спект-
ральной шириной излучения (1-3 нм, в идеале — монохромные). Лазер дает уз-
конаправленный луч, необходимый для одномодового волокна. Длина волны —
1300 или 1550 нм, осваиваются и более длинноволновые диапазоны. Быстродей-
ствие выше, чем у светодиодов. Лазер менее долговечен, чем светодиод, и более
сложен в управлении. Мощность излучения сильно зависит от температуры, по-
этому приходится применять обратную связь для регулировки тока. Лазерный
источник чувствителен к обратным отражениям: отлаженный луч, попадая в оп-
тическую резонансную систему лазера, в зависимости от сдвига фаз может вы-
звать как ослабление, так и усиление выходного сигнала. Нестабильность уровня
сигнала может приводить к неработоспособности соединения, поэтому требова-
ния к величине обратных отражений в линии для лазерных источников гораздо
жестче. Лазерные источники применяются и для работы с многомодовым волок-
ном (например, в технологии Gigabit Ethernet lOOOBase-LX).
Спектральные характеристики излучателей изображены на рис, 4.8.
Рис. 4.8. Спектральные характеристики излучателей: а — светодиод, б — лазер
Детекторами излучения служат фотодиоды. Существует ряд типов фотодио-
дов, различающихся по чувствительности и быстродействию. Простейшие фото-
диоды со структурой рп имеют низкую чувствительность и большое время от-
клика. Большим быстродействием обладают диоды со структурой рш, у которых
время отклика измеряется единицами наносекунд при приложенном напряжений
от единиц до десятков вольт. Лавинные диоды обладают максимальной чувстви-
тельностью, но требуют приложения напряжения в сотни вольт, и их характери-
стики сильно зависят от температуры. Зависимость чувствительности фотодио-
дов от длины волны имеет явно выраженные максимумы на длинах волн,
определяемых материалом полупроводника. Самые дешевые кремниевые фото-
диоды имеют максимальную чувствительность в диапазоне 800-900 нм, резко
спадающую уже на 1000 нм. Для более длинноволновых диапазонов используют
германий и арсенид индия и галлия.
На основе излучателей и детекторов выпускают готовые компоненты — пере-
датчики, приемники и приемопередатчики. Эти компоненты имеют внешний
4.4. Источники и приемники излучения 139
электрический интерфейс ТТЛ или ЭСЛ. .Оптический интерфейс — коннектор
определенного типа, который часто устанавливают на отрезок волокна, прикле-
енный непосредственно к кристаллу излучателя или детектора. Передатчик
(transmitter) представляет собой излучатель со схемой управления. Основными
оптическими параметрами передатчика являются выходная мощность, длина вол-
ны, спектральная ширина, быстродействие и долговечность. Мощность передат-
чиков указывают для конкретных типов волокон (чтобы в расчетах не учитывать
диаграмму направленности, диаметр и апертуру излучателя). Для одного и того
же передатчика в ММ-волокно с большим диаметром сердцевины вводится
большая мощность. Быстродействие определяется временем нарастания (от 10
до 90 % мощности) и спада (от 90 до 10 %) сигнала на выходе. Долговечность ис-
точника определяет время (миллионы часов), за Которое мощность излучения
Падает на 3 дБ (деградация мощности происходит из-за разрушения структуры
кристалла прибора).
Приемник (receiver) — это детектор с усилителем-формйрователем. Прием-
ник Характеризуется диапазоном принимаемых волн, чувствительностью, дина-
мическим диапазоном и быстродействием (полосой пропускания). Полоса про-
пускания приемника В W определяется через время отклика tR, зависящее от
емкости диода со схемами подключения и сопротивления нагрузки:
BW=0,35/^.
Чувствительность приемника — минимальная детектируемая оптическая
мощность — определяется уровнем шумов различного происхождения и в основ-
ном зависит от фотодиода. Динамический диапазон — разница между максималь-
ной и минимальной детектируемой мощностью (в децибелах). Уровень макси-
мальной мощности, при которой еще не происходит насыщения приемника,
определяется как фотодиодом, так и усйлителем. Для детектирования сигнала с
уровнем ошибок не выше заданного уровня BER (Bit Errors Ratio — относитель-
ное количество ошибочных бит) мощность принимаемого сигнала должна ле-
жать в пределах динамического диапазона. Так, например, для приемников с
чувствительностью -33 дБм и дина'мйческим диапазоном 20 дБ допустим уро-
вень сигнала от -33 до -13 дБм. Более высокие частоты передачи требуют более
высокого уровня сигнала на входе приемника. Приемник различает уровни сиг-
налов относительно некоторого порогового значения. Для расширения динами-
ческого диапазона пороговый уровень определяется динамически по усреднен-
ному значению входного сигнала. В большинстве схем кодирования уровень >
мощности оптического сигнала зависит от передаваемой информации (мощ-
ность тем больше, чем дольше выходной сигнал находится в активном состоя-
нии). С точки зрения приема информации выгоднее схемы кодирования, у кото-
рых значения максимальной и минимальной мощности различаются как можно
меньше. Для такцх схем кодирования легче обеспечить большой динамический
диапазон с безошибочном приемом информации.
Поскольку в сетях всегда используется двунаправленная связь, выпускают и
трансиверы (transceiver) — сборку передатчика и приемника с согласованными
параметрами. Для трансиверов, кроме вышеприведенных параметров передатчи-
ка и приемника, применимо понятие бюджета мощности (см. .ниже).
140 Глава 4. Средства оптической передачи
4.5.	Энергетический баланс и расчет
оптических линий
С точки зрения мощности каждый оптический порт активного оборудования ха-
рактеризуется мощностью передатчика, чувствительностью и динамическим
диапазоном приемника. Разница между выходной мощностью передатчика и
чувствительностью приемника (в децибелах) называется бюджетом мощности
(power budget). Здесь предполагается, что оборудование, установленное на про-
тивоположных концах линии, симметрично. Эта симметрия обусловливается
стандартизацией параметров трансиверов для конкретных сетевых технологий.
Бюджет определяется активным оборудованием, он характеризует уровень по-
терь, которые может вносить линия без нарушения устойчивости соединения.
Для современных сетевых технологий бюджет составляет 11 -20 дБ (20 дБ озна-
чает, что приемника достигнет лишь 1 % мощности'источника).
Потери в линии рассчитывают по спецификациям на компоненты (волокно и
коннекторы), где они указаны для конкретной длины волны и режима передачи
(SM/MM). Потери в линии зависят от многих факторов, включая температуру,
влажность, деформацию волокон, уровень, радиационного облучения, время
(старение элементов), чистоту поверхностей в коннекторах. Бюджет линии дол-
жен покрывать потери во всех ее элементах с запасом в 3-6 дБ. Запас необходим,
поскольку передатчик со временем деградирует (его мощность падает), а изгибы
волокна и дополнительные соединения (в случае ликвидации последствий ава-
рии) повышают затухание в линии.
Приведем пример расчета энергетического баланса лйНии, изображенной на
рис. 4.9.
~Волокно-1 __ Волокно-2	1
Тх |Д--——ш-----------Щ Rx I
Рис. 4.9. Пример оптической линии: а — схема линии, б — график изменения мощности сигнала
Передатчик. PTR=-6 дБм, DTR=100 мкм, M4TR=0,3.
Волокно-1 50/125 мкм: AttFI=3,5 дБ/км, £п=3 км, №4F1=0,2.
Волокно-2 62,5/125 мкм: AttF2=3,5 дБ/км, £к=2 км, NAn=0,275.
Приемник. Prsv=-39 дБм, Drsv=150 мкм, AArsv=0,4.
Собственные потери в каждом соединении Lossc примем по 1 дБ.
4.6. Топология соединений. Разветвители, переключатели и мультиплексоры 141
Потери от передатчика до волокна-1:
LossTR.t=Lossc+LossD+LossA=l+20 lg(100/50)+20lg(0,3/0,2)=l+6+3,5=10,5 дБ.
Потери в волокне-1:
LossF1=AttF1x£FI_35x3=10,5 дБ
Потери на стыке двух волокон (диаметры и апертуры согласованы):
LoSsFI.F2=Lossc =1 дБ.
Потери в волокне-2:
LossF2 AttF2x£F2=3,5x2 7 дБ.
Потери от волокна-2 до приемника (диаметры и апертуры согласованы):
LossF2.rsv=Lossc дБ.
Итого потери составляют 10,5+10,5+1+7+1 = 30 дБ
Бюджет линии составляет -6 - (-39) = 33 дБ, остается небольшой запас в 3 дБ.
Расчеты можно упростить, если в линии использовать однотипные волокна, а
из спецификации приемопередатчиков брать значение бюджета для конкретного
типа волокна (см. табл. 2.2 на стр. 44).
Если линия вносит настолько малые потери, что уровень сигнала на входе
приемника не вписывается в динамический диапазон, применяют оптические
аттенюаторы. Аттенюаторы представляют собой небольшие переходники, уста-
навливаемые на коннекторы на стороне приемника. Аттенюаторы бывают с фик-
сированным или переменным уровнем затухания. Для понижения уровня мощ-
ности в аттенюаторах обычно используется введение воздушного зазора между
волокном и коннектором.
Для аппаратуры связи на дальние расстояния применяют источники большей
мощности. Одно и то же устройство может выпускаться с несколькими вариан-
тами выходной мощности (малая, средняя и большая), а некоторые производи-
тели устанавливают мощность передатчика под конкретный заказ.
4.6.	Топология соединений.
Разветвители, переключатели
и мультиплексоры
Оптоволоконная передача допускает разнообразие топологий соединения устройств.
Каждое устройство с оптическим портом, как правило, имеет приемник и пере-
датчик каждый со своим коннектором. Наиболее простая и распространенная то-
пология соединений — двухточечная (рис. 4.10, а). Здесь выход передатчика од-
ного порта соединяется отдельным волокном со входом Противоположного
порта. Таким образом, для дуплексной связи необходимо два волокна. На основе
двухточечного соединения строится и звездообразная топология (рис. 4.10, б),
где каждый порт периферийного устройства соединяется парой волокон с от-
дельным портом центрального устройства, которое может быть как активным,
так и пассивным.
В кольцевой топологии выход передатчика одного устройства соединяется
со входом следующего и так далее до замыкания кольца. Для того чтобы уст-
ройства могли обмениваться информацией по кольцу, они все должны быть
142 Глава 4. Средства оптической передачи
включены и исправны, что не всегда достижимо. Для возможности работы коль-
ца при отключении отдельных устройств применяют обходные коммутаторы
(bypass switch).
Рис. 4.10. Топологии соединений: а — двухточечная, б — звездообразная
Обходной (он же проходной) коммутатор представляет собой пассивное
управляемое устройство, включаемое между линиями связи и коннекторами
приемника и передатчика устройства. Он имеет поворотное зеркало с электриче-
ским приводом. При наличии управляющего напряжения зеркало принимает та-
кое положение, при котором станция включена в кольцо (рис. 4.11, а). При от-
сутствии управляющего напряжения зеркало поворачивается так, что кольцо
замыкается, минуя станцию, и, кроме того, в тестовых целях приемник станции
подключается к ее передатчику (рис. 4.11, б). Под пассивностью коммутатора
подразумевается то, что он не имеет собственных приемников и передатчиков, а
также усилительных схем.
а	б
Рис. 4.11. Обходной коммутатор: а — рабочее положение, б — станция отключена
С оптоволокном также возможна организация разделяемой среды передачи
на чисто пассивных элементах-разветвителях. Разветвитель (coupler) представ-
ляет собой многопортовое устройство для распределения оптической мощности
(здесь под портом понимается точка подключения волокна). Световая энергия,
поступающая на один из портов, распределяется между другими портами в за-
данном соотношении. В реальном разветвителе присутствуют и различные поте-
ри, так что сумма выходных мощностей будет меньше входной. Разветвители ре-
ализуются с помощью сварки узла из нескольких волокон или с помощью
направленных отражателей.	• . .
4.6. Топология соединений. Разветвители, переключатели и мультиплексоры 143
 Т-разветеИтгелъ имеет 3 порта, такие разветвители можно соединять в цепь,
реализуя шинную топологию с разделяемым доступом к среде передачи (рис. 4.12, а).
Для того чтобы в цепочку можно было соединять значительное количество або-
нентов, разветвители должны большую часть мощности пропускать насквозь, а к
абонентам ответвлять меньшую. Абоненты, имеющие раздельные коннекторы
приемников и передатчиков, должны подключаться к шине через дополнитель-
ные разветвители. В такой сети потери между абонентами сильно зависят от их
взаимного расположения в цепочке, в результате чего повышаются требования к
ширине динамического диапазона приемников. С ростом количества абонентов
потери (в децибелах) растут линейно.
Рис. 4.12. Применение Т-разветвителей: а — оптическая шина, б — двухточечное соединение
по одному волокну
В разветвителе «звезда» свет, входящий в любой порт, равномерно распреде-
ляется между всеми остальными. На основе такого разветвителя может строиться
сеть с разделяемой средой передачи и звездообразной топологией (см. рис. 4.10, б) —
например, Ethernet 10Base-FP. Здесь рост потерь с увеличением числа узлов
происходит гораздо медленнее, но расплатой является большая потребность в
оптическом кабеле — от каждого абонента к разветвителю идет пара волокон.
На рис. 4.13 приведены графики потерь для сетей с идеальными (без внутренних
потерь) и реальными разветвителями обоих типов (графики взяты из книги
Дж. Стерлинга «Техническое руководство по волоконной оптике»).
Рис. 4.13. Зависимость потерь от числа абонентов
144 Глава 4. Средства оптической передачи
Трехпортовые разветвители иногда применяются для передачи сигналов во
встречных направлениях по одному волокну (рис. 4.12, б). Разветвители вносят
значительные потери и нежелательную взаимную засветку передатчиков, из-за
чего их применение не всегда технически возможно. Кроме того, из-за высокой
стоимости их применение экономически целесообразно лишь в тех случаях, ког-
да затраты на выделение второго волокна становятся слишком большими (на-
пример, требуется прокладка нового кабеля на большое расстояние).
Рис. 4.14. Мультиплексор WDM
Для повышения эффективности использования оптических линий по ним
можно одновременно передавать сигналы с разной длиной волны. Для этого су-
ществуют мультиплексоры с разделением по длинам волн WDM (Wavelength Di-
vision Multiplexer), вид одного из которых показан на рис. 4.14. В них сигналы с
разными длинами волн из одного волокна разделяются по разным волокнам.
Устройства обратимы — они же собирают сигналы с нескольких волокон в одно.
Разрешающая способность определяется технологией разделения, которая мо-
жет основываться на различных принципах. В локальных сетях применяют
двухволновые разделители для 850/1300 и 1300/1550 нм. Они позволяют одно-
временно использовать одну пару волокон двум различным сетевым приложениям,
не конфликтующим по длине волны (см. табл. 4.2 на стр. 172). В современных
коммуникационных технологиях применяют мультиплексирование и более тес-
но расположенных волн, а задача разделения и объединения решается на уровне
приемника и передатчика.
4.7.	Оптоволоконные кабели
Оптоволокно само по себе очень хрупкое и для использования требует дополни-
тельной защиты от внешних воздействий. Кабели, применяемые в сетях, исполь-
зуют одномодовые и многомодовые волокна с номинальным диаметром оболоч-
ки 125 мкм в покрытии с наружным диаметром 250 мкм, которые могут быть
заключены и в 900-мкм буфер. Оптический кабель состоит из одного или не-
скольких'волокон, буферной оболочки, силовых элементов и внешней оболочки.
В зависимости от внешних воздействий, которым должен противостоять кабель,
эти элементы выполняются по-разному.
4.7. Оптоволоконные кабели
145
По количеству волокон кабели подразделяют на симплексные (одножильные),
дуплексные (2 волокна) и многожильные (от 4 до нескольких сотен волокон).
В Многожильных кабелях обычно применяются однотипные волокна, хотя про-
изводители кабеля под заказ могут комплектовать его и разнотипными (ММ и
SM) волокнами. Ориентировочные значения основных параметров волокон при-
ведены в табл. 4.1. Наиболёе популярно многомодовое волокно 62,5/125, однако
его полосы пропускания на волнах 850 нм недостаточно для организации длин-
ных магистралей Gigabit Ethernet (см. табл. 4.2 на стр. 172). Волокно 100/140, ука-
занное в спецификации Token Ring, применяется ограниченно (стандартами СКС
не предусматривается). Из одномодовых больше распространено волокно 9,5/125.
Таблица 4.1. Основные параметры оптических волокон
Волокно	Затухание, дБ/км			Полоса пропускания, МГцхкм		Апертура
мкм/мкм	850 нм	1300 нм	1550 нм	850 нм	1300 нм	NA
8/125, 9,5/125	-	0,35-	0,22-	-	-	0,1
50/125	2,7-3,5	0,7-2,0	—	400-500	400-500	0,20
62,5/125	2,7-3,5	0,7-1,5	- •	160-200	400-500	'	0,275
100/140	5,0	4,0	-	100	200	0.-29
Волокна характеризуются и более подробными геометрическими параметра-
ми (допуски дйаметров, эксцентриситет, некруглость), но их приводят не во всех
спецификациях и в практических расчетах они не фигурируют^ '
Буфер отделяет волокно от остальных элементов кабеля и является первой
ступенью защиты волокна. Буфер может быть плотным или пустотелым. Плот-
ный буфер (tight buffer) заполняет все пространство между покрытием и внеш-
ней оболочкой кабеля. Простейшим плотным буфером является 900-мкм защит-
ное покрытие волокна. Плотный буфер обеспечивает хорошую защиту волокна
от давления и ударов, кабель в плотном буфере имеет небольшой диаметр и до-
пускает изгиб с относительно небольшим радиусом. Недостатком плотного бу-
фера является чувствительность кабеля ктизменению температуры: из-за разницы
в коэффициентах теплового расширения волокна (малый) и буфера (большой)
при охлаждении буфер будет «съеживаться», что может вызвать микроизгибы
волокна. Кабель с плотным буфером применяют в основном для разводки внут-
ри помещений и изготовления коммутационных шнуров.
В кабеле с пустотелым буфером (loose tube) волокна свободно располагаются
в полости буфера — жесткой пластиковой трубки, а оставшееся пространство
может быть заполнено гидрофобным гелем. Такая конструкция более громоздка,
но обеспечивает большую устойчивость к растяжению и изменениям температу-
ры. Здесь волокна имеют длину большую, чем длина кабеля, поэтому деформа-
ции оболочки не затрагивают само волокно. В зависимости от назначения и чис-
ла волокон профиль буфера может иметь различную форму.
Силовые элементы обеспечивают требуемую механическую прочность кабеля,
принимая на себя растягивающие нагрузки. В качестве силовых элементов ис-
пользуют кевларовые нити, стальные стержни, стренги из ^крученной сталь-
ной проволоки, стеклопластиковые стержни. Самую высокую прочность имеет
стальная проволока, но для полностью непроводящих кабелей она неприменима.
146 Глава 4. Средства оптической передачи
Внешняя оболочка защищает всю конструкцию кабеля от влаги, химических и
механических воздействий. Кабели для тяжелых условий эксплуатации могут
иметь многослойную оболочку, включающую и бронирующую рубашку из
стальной ленты или проволоки. Материал внешней оболочки определяет защи-
щенность кабеля от тех или иных воздействий, а также горючесть кабеля и
токсичность выделяемого дыма.
В локальных сетях применяют кабели наружной, внутренней и универсаль-
ной прокладки. Наружные (outdoor) кабели отличаются лучшей защищенно-
стью от внешних воздействий и более широким диапазоном допустимых темпе-
ратур. Однако по противопожарным нормам их не разрешается использовать
внутри помещения, поскольку при горении они выделяют токсичный дым. По
этой причине длина прокладки такого кабеля внутри помещения ограничивается
15 м — далее должна быть распределительная коробка, в которой этот кабель
стыкуется с внутренним. На рис. 4.15 приведены два варианта наружных кабе-
лей с разной степенью защиты.
а	б
Рис. 4.15. Кабели для наружной прокладки: а — в грунте и под водой, б — в кабельной
канализации. 1 — модуль оптических волокон в 250-мкм покрытии, 2 — центральный
силовой элемент, 3 — кордель (стеклонити), 4 — гидрофобный заполнитель (гель),
5 — промежуточная оболочка, б — броня из стальной проволоки, 7 — наружная
оболочка (полиэтилен), 8 — упрочняющие-элементы
Внутренний (indoor) кабель, как правило, менее защищен, но и менее опасен
при возгорании. Универсальный (indoor/outdoor) кабель сочетает в себе защи-
щенность и безвредность, но, как правило, он дороже специализированного.
Распределительный (distribution) кабель (рис. 4.16) состоит из множества во-
локон (часто в 900-мкм буфере), его разделывают в распределительных коробках
и панелях, корпуса которых защищают волокна от механических воздействий.
Кабели для изготовления шнуров (рис. 4.17), как правило, имеют оболочки
одиночных волокон стандартного диаметра — 3 мм. Дуплексный кабель за сход-
ство по форме с ружьем-двустволкой иногда на англоязычном слэнге называют
«shot-gun», что переводится как «ружье, дробовик». Кабель breakout
(разрываемый) состоит как бы из нескольких симплексных кабелей в 3-милли-
метровом буфере, заключенных в общий чулок. Просле разделки и оконцовки
каждое волокно оказывается в надежной механической защите.
По американской классификации NEC (National Electric Code) оптоволокон-
ные кабели, имеющие электропроводящие элементы и чисто диэлектрические,
4.7. Оптоволоконные кабели
147
обозначаются как OFC (Optical Fiber Conductive — оптоволоконный проводя-
щий) и OFN (Optical Fiber Nonconductive — оптоволоконный непроводящий)
соответственно. Последняя буква добавляет классификацию по пожарной безо-
пасности — степени воспламеняемости (flammability) и выделения ядовитого
дыма (smoke generation).
• OFNP/OFCP (Optical Fiber Nonconductive/Conductive Plenum) — кабели,
не выделяющие токсичных газов при горении. Допустимы для прокладки
в воздуховодах (plenum) без дополнительных несгораемых коробов.
№ OFNR/OFCR (Optical Fiber Nonconductive/Conductive Riser) — кабели с
низкой степенью воспламеняемости для прокладки между этажами (в
шахтах, вертикальных каналах).
Я OFN/OFC (Optical Fiber Nonconductive/Conductive) — кабели общего
применения для горизонтальной проводки. Их прокладка в межэтажных
переходах и воздуховодах без огнестойких коробов или труб не допускается.
Классификация NEC не является единственной.
а
Рис. 4.16. Распределительные кабели: а — трубчатый обычный, б — с защитой от грызунов, в —
профильный. 1 — оптические волокна в 900-мкм буфере, 2 — центральный силовой элемент, 3 —
упрочняющие элементы (Кевлар), 4 — наружная оболочка, 5 — полимерная трубка, б —
стекловолоконные нити, 7 — профильный модуль
Рис. 4.17. Кабели для изготовления шнуров: а — симплексный, б — дуплексный shot-gun, в —
дуплексный breakout. 1 — оптические волокна в 900-мкм буфере, 2 — упрочняющие элементы
(кевлар), 3 — наружная оболочка
5 общих спецификациях на оптический кабель указывают:
9. назначение кабеля, его защищенность, наличие электропроводящих эле-
ментов, возможные способы прокладки;
148 Глава 4. Средства оптической передачи
ж тип и количество волокон;
® диапазон рабочих температур, отдельно может указываться для прокладки
и эксплуатации (по Цельсию, °C, Кельвину К или Фаренгейту, F0);
ж допустимое растягивающее усилие (Н — ньютон, Ibf — фунт);
М минимальный радиус изгиба, постоянного и кратковременного (в диамет-
рах кабеля);
в максимальное раздавливающее усилие (Н/см — ньютон на 1 см длины);
•	для самонесущих кабелей — длина пролета и стрела провиса (м, ft — фут,
yd - ярд);
•	внешний диаметр (мм, in — дюйм);
Л погойный вес (кг/км);
9 материал внешней оболочки и/или характеристики горючести.
Соответствие международных и британских единиц измерения см. в прило-
жении Б.
Оптический кабель требует особо бережного отношения при прокладке. Если
для медного кабеля нарушение предельно допустимых параметров (усилия, ра-
диус изгиба) приводит, как правило, только к ухудшению характеристик (до об-
рыва проводников дело доходит редко), то такие «вольности» с оптическим ка-
белем могут приводить к разрыву (излому) волокна. Для обнаженного волокна
особенно опасно сочетание растяжения и изгиба, в кабелях с пустотелым буфе-
ром воздействие’на волокно смягчается.
Оптический кабель чувствителен к перепадам температур, от которых волок-
но может трескаться. Для кабелей, выходящих из помещения, нужно принимать
во внимание и воздействие градиента температуры: он определяется через раз-
ницу температур, которая зимой может достигать и 50-60 °C, и толщину стен.
Если градиент выше допустимого, волокно может треснуть.
Для работы в условиях высокого уровня радиации требуется специальный
кабель. От высокого уровня радиации волокно может мутнеть, в результате чего
возрастет затухание сигнала в кабеле. Сверхмощное облучение (ядерный взрыв)
приводит к резкому возрастанию затухания, которое экспоненциально снижает-
ся до допустимого за время, исчисляемое десятками минут.
Кроме кабелей для прокладки внутри зданий применяют и волокно в тонком
буфере, которое вдувают в предварительно проложенные трубки. Эта техноло-
гия вдувания называется ABF (Air-Blown Fiber), она позволяет в некоторых слу-
чаях удешевить прокладку оптических линий. На первом этапе по всем возмож-
ным трассам прокладки оптики укладывают пустотелые трубки (их окрестили
«макаронами») — цельные и без резких поворотов. Трубки относительно деше-
вые, их прокладка не требует высокой квалификации исполнителей. В дальней-
шем по мере надобности специальным компрессором в нужные трубки вдувают
волокно. Буфер волокна особый, он хорошо скользит внутри «макарон», но вме-
сте с тем захватывается воздушным потоком. Волокно оконцовывают обычным
способом, причем его подготовка проще из-за отсутствия оболочек и силовых
элементов. Лишнее волокно можно извлечь для дальнейшего Использования.
Сочетания ММ-и SM-волокон в одной «макаронине», естественно, могут быть
4.8. Оптические соединители 149
произвольными. Для эффективного использования (по мере надобности) заго-
товленных «макарон» установка для вдувания должна быть доступна в течение
всего времени жизни кабельной проводки, что может быть проблематичным при
нестабильной экономике.
4.8. Оптические соединители
Оптические соединители предназначены для постоянного или временного, разъ-
емного или неразъемного соединения волокон. Основные параметры соедините-
ля — вносимые потери и уровень обратного отражения. Источники потерь были
рассмотрены выше — это геометрические погрешности изготовления и позицио-
нирования волокон, несовпадение апертур, дефекты стыкуемых торцевых по-
верхностей, френелевское отражение на границах. Для минимизации потерь необ-
ходимо точное взаимное позиционирование соединяемых волокон, что особенно
сложно достичь для одномодовых волокон (диаметр сердцевины < 10 мкм).
Важной характеристикой соединителей является диапазон рабочих темпера-
тур — тепловое расширение компонентов соединителя влияет на Точность пози-
ционирования со всеми вытекающими последствиями. КачествЬ соединений
сильно связано со стоимостью соединителей или необходимого оборудования,
поэтому идеального соединителя на все случаи жизни нет. На длинных линиях,
где критично затухание, применяют более дорогие соединители или сварку.
В локальных сетях, где требования к затуханию, как правило, ниже, но соедини-
телей больше, на их стоимости стараются сэкономить.
4.8.1.	Неразъемные соединения — сварка
и сплайсы
Самое лучшее постоянное неразъемное соединение волокон обеспечивает свар-
ка — вносимые потери < 0,05 дБ (типовое значение 0,01 дБ для ММ и 0,02 дБ
для SM), обратные отражения < -60 дБ. Перед сваркой волокна освобождают от
защитного буфера и специальным инструментом скалывают кончики. Качест-
венно выполненная операция обеспечивает довольно гладкую поверхность ско-
ла, перпендикулярную к оси волокна. Подготовленные концы закрепляют в сва-
рочном аппарате, который осуществляет точное позиционирование волокон по
трем координатам. Позиционирование выполняется автоматически или вруч-
ную, под наблюдением через микроскоп. После точного совмещения стык свари-
вается электрической дугой. Место сварки из-за внутренних напряжений стано-
вится довольно хрупким. От излома его защищают специальной термоусадочной
трубочкой, которую надевают на один из концов до сварки, а потом надвигают
на стык и нагревают. Главный недостаток сварки — необходимость использова-
ния дорогого оборудования и источника электроэнергии на месте работы. Свар-
ка в основном применяется при прокладке длинных линий, где большое количе-
ство стыков ставит жесткие ограничения на вносимое затухание и надежность
соединения.
150 Глава 4. Средства оптической передачи
Для неразъемного (постоянного или временного) соединения волокон без ис-
пользования сварки применяют механические соедицители-силайсы (splice).
Сплайсы фиксируют волокна в требуемом положении и обычно допускают мно-
горазовое использование. Конструкции сплайсов разнообразны.
Сплайс CORELINK фирмы АМР (рис. 4.18) предназначен для сращивания
SM- или ММ-волокон с диаметром оболочки 125 мкм и диаметром буфера 250
или 900 мкм. Волокна зажимаются в канавке между двумя щечками пружинного
фиксатора. К сплацсу прилагается поворотный ключик, которым можно открыть
фиксатор с нужной стороны. Волокно очищается от буфера, кончик скалывается
на расстоянии около 1 см от края буфера и вводится в открытый сплайс. После
этого сплайс закрывается с этой стороны и открывается с другой. Второй конец,
подготовленный аналогично, вводится до упора, и сплайс закрывается. Сплайсы
укладывают в специальные держатели (holder). Выпускаются и лотки для сплай-
сов (splice tray) — металлический поддон, на котором установлена пара держате-
лей (по 6 сплайсов) и есть средства для фиксации кабелей. Сплайсы вносят зату-
хание 0,1 дБ, отражение -55 дБ, работают в диапазоне температур -40.,.+80 °C,
габариты 51x7,5x3,3 мм (2"х0,3”х0,13").
Рис. 4.18. Сплайс CORELINK с ключиком и держателем
Сплайсы Firelock фирмы ЗМ (рис. 4.19) имеют иную конструкцию, здесь
фиксация осуществляется вдавливанием крышки. По диаметру буфера эти
сплайсы не универсальны: выпускают модификации 25Q/250,250/900'и 900/900 Мкм.
а	б
Рис. 4.19. Сплайс Firelock
Сплайсы ULTRAsplice фирмы «Перспективные технологии» (рис. 4.20) пред-
назначены для ММ- и SM-волокна в буфере 250 мкм/1 мм. Сколотые волок-
на вставляются в стеклянный капилляр,, заполненный иммерсионным гелем, и
4.8. Оптические соединители 151
зажимаются при завинчивании колпачков. Сплайс обеспечивает величину вно-
симых потерь < 0,2 дБ и обратных отражений < -50’дБ. Пластмассовый корпус
сплайса имеет габаритные размеры 40x5,7 мм. Для повторного использования в
капилляр нужно ввести гель шприцем.
Рис. 4.20. Сплайс ULTRAsplice
4.8.2.	Разъемные соединения
Для разъемного соединения двух волокон на их концы устанавливают коннекто-
ры (connector, plug), они же вилки, которые вставляют в соединительные розет-
ки (receptacle), изображенные на рис. 4.21.
Коннектор имеет два функциональных элемента — корпус 1 и наконечник 2.
Наконечник (ferrule), закрепляемый на волокне, обеспечивает его центровку в
розетке. От материала, из которого изготовлен наконечник, зависит качество
коннектора — уровень вносимых потерь. Лучшим материалом считается керами-
ка — допуски при ее обработке минимальны, затем идет нержавеющая сталь, са-
мые дешевые коннекторы имеют пластмассовый наконечник. Волокно закрепля-
ется в наконечнике либо с помощью эпоксидного клея (традиционный способ),
либо с помощью обжима соответствующей детали коннектора. Выступающий
кончик волокна скалывают и полируют. Полировка необходима для того, чтобы
стыкуемые волокна в наконечниках могли как можно ближе придвигаться друг к
другу, а' шероховатости поверхностей не вносили бы дополнительных потерь.
Наконечник закрепляется в корпусе коннектора либо неподвижно, либо относи-
тельно свободно. Корпус обеспечивает закрепление кабеля и фиксацию коннек-
тора в розетке. «Плавающее» закрепление наконечника защищает сам оптиче-
ский стык от механических воздействий на корпус коннектора и кабель.
Рис. 4.21. Разъемное соединение
Розетка состоит из корпуса и центрирующей вставки. Корпус розетки 3 обес-
печивает ее крепление на панели и фиксацию коннекторов. Вставка 4 обеспечи-
вает точное взаимное позиционирование наконечников коннекторов. Она может
закрепляться жестко или «плавающе». Материал вставки — керамика или брон-
за — влияет на качество соединителя, им определяется точность позиционирова-
ния наконечников.
Коннекторы и розетки имеют ключи, не допускающие азимутального враще-
ния соединяемых волокон друг относительно друга. Этим обеспечивается повто-
152 Глава 4. Средства оптической передачи
ряемость характеристик при многократных циклах подключения/отключения.
Относительное вращение будет приводить к изменению потерь, обусловленных
эллиптичностью и эксцентричностью волокон (см. рис. 4.7 на стр. 136).
Из-за особенностей лазерных источников, применяемых с одномодовым, во-
локном (а в Gigabit Ethernet — и с многомодовым), критичен уровень обратных
отражений. Для его уменьшения применяют разные подходы к обработке торце-
вых поверхностей (рис. 4.22). Плоская полировка торцов (flat finish) из-за неиз-
бежного отклонения плоскости торца от перпендикулярности к оси волокна не
гарантирует отсутствия воздушного- зазора между стыкуемыми волокнами. При
этом из-за френелевского отражения уровень обратных отражений получается
около -И дБ. Сферическая полировка обеспечивает физический контакт воло-
кон — PC (Physical Contact finish), при этом уровень обратных отражений сни-
жается до -(30-40) дБ (коннекторы Super PC) и даже -(40-50) дБ (Ultra PC).
Лучшйе характеристики (до -65 дБ) обеспечивает угловая сферическая полиров-
ка АРС (Angled Physical Contact finish).
a	6
Рис. 4.22, Стыковка торцов: а — плоских, б — сферических (PC)
Коннекторы разных типов различаются по сложности и трудоемкости их уста-
новки, что критично для оконцовки в «полевых» условиях. Коннекторы сильно
различаются и по Дене. При их сравнении следует учитывать не только цену са-
мого коннектора, НО и цену (наличие или возможность аренды) инструментов и
приспособлений, риск испортить коннектор, трудоемкость установки и возмож-
ность ее выполнения в конкретных условиях. При установке коннекторов ста-
рых моделей было две трудоемких операции — эпоксидная вклейка волокна и
полировка торца. Работа с эпоксидным клеем — грязная и вредная, а сушка кон-
нектора в печке занимает 10-30 минут (без печки — сутки). Вместо эпоксидного
компаунда применяют и быстросохнущий клей иного состава, для сушки кото-
рого не требуется печка. Ручная полировка, особенно при эпойсйдной вклейке,
занимает много времени. Машинная выполйяется быстро, но' требуется специ-
альный станок. Для контроля'качества требуется специальный микроскоп. По-
лировка может окончиться и неудачно, и коннектор окажется загубленным.
Новая обжимная технология фиксации волокна исключает применение клея.
Коннекторы с технологией LightCrimp фирмы АМР устанавливаются гораздо
проще, но для этого обязательно требуется специальный обжимной инструмент.
Для этих коннекторов проще и полировка. Однако по технологии EightCrimp
пока выпускают только многомодовые коннекторы.
Следующим шагом в развитии технологии стало исключение и процесса по-
лировки. В коннекторах MT-RJ (АМР) отрезки волокна (fiber stub) закреплены
в наконечнике и должным образом обработаны при изготовлении. Волокно сты-
куют с этими отрезками так же, как и в сплайсе CoreLink (с помощью ключа).
Здесь нет ни клея, ни полировки, не требуется специальный обжимной инстру-
мент, а коннектор к тому же может переустанавливаться до 10 раз.
4.8. Оптические соединители 153
По типу соединяемых волокон разъемы делятся на одномодовые и многомодо-
вые. Для одномодовых требуется более высокая точность позиционирования
(из-за малого диаметра сердцевины волокна). Здесь для наконечников коннекто-
ров и центрующих вставок розеток обычно используют керамику, которую мож-
но обрабатывать с меньшими допусками. В таких коннекторах часто применяют
«плавающий» наконечник, чтобы внешние механические воздействия не приво-
дили к нарушению позиционирования. Некоторые типы коннекторов выпускают
(„внутренним диаметром наконечника 125, 126 и 127 мкм, что связано с допус-
ком на наружный диаметр оболочки волокна. При сборке таких коннекторов
подбирают наконечник с минимальным диаметром, который удается надеть на
конкретное волокно. Этим достигается наибольшая точность центровки. Для
снижения уровня обратных отражений применяют наконечники с полировкой
PC и АРС. По этим причинам одномодовые коннекторы дороже многомодовых
вариантов коннекторов того же типа. Одномодовые коннекторы можно исполь-
зовать и для многомодового волокна, но это слишком дорого. Обратный вариант
недопустим.
Цветовая маркировка (по TIA/EIA-568A): многомодовые коннекторы и адап-
теры (розетки) — бежевые, одномодовые — синие.
По количеству соединяемых волокон коннекторы делятся на одинарные (симп-
лексные), дуплексные (двойные) и многоканальные. В оптических коннекторах
используются разные механизмы фиксации. Поворотные фиксаторы — байонет-
ные (ST) или винтовые (FC) — не позволяют получать дуплексные конструк-
ции с высокой плотностью портов. Гораздо удобнее фиксация «тяни-толкай»
(push-pull), применяемая в разъемах SC (одиночных и дуплексных), или защел-
ка (latch), как в FDDI и MT-RJ.
4.8.3.	Коннекторы ST, SC, FC, FDDI, MT-RJ,
OptiSPEED LC, OPTI-JACK, SCDC и SCQC, VF-45
В отличие от электрических разъемов, из которых в сетях применяется в основ-
ном один тип (RJ-45), оптических коннекторов существует великое множество,
что не способствует удешевлению оптических технологий. Разъемы различаются
размерами, формой, способом фиксации коннектора, количеством соединяемых
волокон, простотой установки и требуемым для этого инструментом. При кажу-
щейся простоте этих изделий они имеют высокую цену, обусловленную необхо-
димостью применения прецизионной механической обработки деталей из специ-
альных материалов для получения стабильных и повторяемых характеристик
при работе в заданном диапазоне температур с гарантированным числом циклов
соединений. Призыв «оптику — к рабочему столу!» потребовал разработки ком-
пактного недорогого дуплексного коннектора, простого в установке и надежного
в эксплуатации, и принятия его в качестве стандарта всеми производителями со-
временной аппаратуры. Коннекторы должны вписываться в посадочные места
под RJ-45. К сожалению, ни один из представленных образцов — MT-RJ, Opti-
SPEED, OPTI-JACK, SCDC и VF-45 — не победил при голосовании, хотя ближе
всего к победе был МТ-RJ фирмы АМР.
Коннекторы ST — одиночные, с байонетной фиксацией, диаметр наконечника
2,5 мм (рис. 4.23). Потери 0,2-0,3 дБ. Технология установки — клеевая или
154 Глааа 4. Средства оптической передачи
обжимная (обжимная LightCrimp — только для ММ). Широко распространены в
аппаратуре конца 80-х — начала 90-х годов. Стандартами СКС допускаются,
если уже используются в существующих линиях, но не рекомендуются для
новых инсталляций.
Коннекторы ХТС — вариант ST с технологией LightCrimp (только для ММ).
Рис. 4.23. Коннектор ST
Коннекторы SC и SC Duplex — одиночные и дуплексные, диаметр наконечни-
ка 2,5 мм (рис. 4.24). Потери 0,2-0,3 дБ. В дуплексном варианте два одиночных
коннектора объединяются общим зажимом или соединяются защелками. В дуп-
лексную розетку можно установить две одиночные вилки. Фиксация «тяни-тол-
кай»: при подключении внешний кожух придвигается к розетке и зацепы розетки
фиксируют коннектор. Для отключения достаточно потянуть внешний подвиж-
ный кожух, и он освободит зацепы. Наконечник «плавает» относительно корпу-
са и оболочки кабеля. Технология установки — клеевая или обжимная (Light-
Crimp — только для ММ). Стандарты СКС рекомендуют этот тип для использо-
вания в кабельной сети здания.
а	б
Рис. 4.24. Коннектор SC: а — вилка, б — розетка
Коннекторы FC и FC/PC — одиночные, с резьбовой фиксацией, диаметр нако-
нечника 2,5 мм (рис. 4.25). Потери 0,2-0,3 дБ. Наконечник «плавает» относитель-
но корпуса и оболочки кабеля. Конструкция позволяет подобрать оптимальное
положение ключа относительно наконечника и зафиксировать это положение, за
счет чего можно выиграть в потерях 0,01-0,02 дБ. Устойчивы к вибрациям и
ударам. Эффективны для SM-волокна, применяются в бортовых системах, даль-
ней связи, кабельном телевидении. Существуют упрощенные моноблочные ва-
рианты (дешевле и проще в установке, но менее стойкие к внешним воздействиям).
Коннекторы FDDI — дуплексные, диаметр наконечника 2,5 мм (рис. 4.26).
Фиксация с помощью двух боковых пружинящих защелок. Коннектор довольно
громоздкий и дорогой. В основном применяется в аппаратуре FDDI. Система
ключей предотвращает неправильное использование портов.
4.8. Оптические соединители 155
Рис, 4.25. Коннектор FC
Рис. 4.26. Коннектор FDDI
Рассмотренные выше коннекторы по сравнению с электрическими довольно
громоздки, они не позволяют обеспечить высокую плотность цортов на распре-
делительных панелях и активном оборудовании. В TIA/EIA при разработке но-
вой редакции стандарта 568 (см. главу 5) была предпринята попытка покончить
с многообразием коннекторов и определить единый малогабаритный абонент-
ский дуплексный соединитель, вписывающийся в габариты малогабаритной ро-
зетки RJ-45. Однако принять единый из нижеследующих так и не удалось/
 Коннектор MT-RJ — малогабаритный дуплексный, имеет двухволоконный
наконечник с закрепленными и отполированными фрагментами волокна
(рис. 4.27, а). Фиксируется защелкой, предназначен для проводки внутри
здания. Для оконцовки необходимо лишь зачистить кабель, сколоть во-
локна и зафиксировать их, как в сплайсе CoreLink (время монтажа 1-2
минуты). Выпускается для одномодовых и многомодовых (50/125 и 62,5/
125) волокон. Уровень обратных отражений -44 дБ.
ж Коннектор OptiSPEED LC — улучшенный малогабаритный дуплексный ва-
риант SC (рис. 4.27, б). Малый диаметр керамического наконечника
(1,25 мм) сокращает время полировки. Фиксация аналогична RJ-45. Поте-
ри 0,1-0,2 дБ, обратные отражения -20 дБ для ММ и -40 дБ для SM.
Ж Коннектор OPTI-JACK — дуплексный, диаметр наконечника 2,5 мм, фик-
сация аналогична RJ-45. Потери 0,19 дБ SM и 0,16 дБ ММ, обратные отра-
жения -20 дБ для ММ и -(40-45) дБ для SM.
® Коннектор SCDC и SCQC — дуплексный и 4-канальный, наконечники
2,5 мм, фиксация аналогично SC.
Я Коннектор VF-45 — дуплексный, для выравнивания волокон используется
V-образный профиль. Дешевый и простой в установке, потери 0,3 дБ, об-
ратные отражения -20 дБ.
156 Глава 4. Средства оптической передачи
Рис. 4.27. Малогабаритные коннекторы: а — МТ-RJ, б — OptiSPEED LC
4.8.4.	Процедуры установки оптических
коннекторов
Установка коннектора состоит из четырех этапов: подготовки конца кабеля,
фиксации коннектора, скалывания волокна и полировка торца. Успешность и
скорость полировки зависит от качества скола. Из-за неудачного скола (выбоина
или трещина волокна) коннектор может оказаться загубленным. Время, затрачи-
ваемое на полировку, зависит от размера капли клея, выдавленной вокруг кончика
волокна (ее приходится сводить шлифовкой). Процесс полировки значительно
ускоряется, если использовать полировальную машину, но ее приобретение це-
лесообразно лишь при большом объеме выполняемых работ, и на практике чаще
всего полируют вручную. При ручной полировке получить сферическую (PC), а
тем более угловую сферическую (АРС) форму торца проблематично. При уста-
новке коннекторов новых типов с вклеенным фрагментом волокна два послед-
них этапа, требующих ловкости рук и навыка, исключаются.
Фиксация коннектора на волокне осуществляется либо по клеевой, либо по
обжимной технологии. От типа клея (технологии фиксации) зависят время, не-
обходимое для заделки (время на приготовление и отверждение клея, а также
время полировки), качество соединения (устойчивость к внешним воздействи-
ям) и цена соединения (с учетом затрат на специальное оборудование).
Отличные результаты по качеству дает «классическая» технология эпоксид-
ной вклейки, когда смола смешивается перед установкой коннектора и полиме-
ризуется при высокой температуре. Недостаток — необходимость использова-
ния печи и большое время на заделку (10 минут работы с кабелем и коннектором
и 30 минут на нагрев и охлаждение). При заделке партии коннекторов смолу
нужно вводить во все коннекторы сразу после приготовления, а волокна в них
4.8. Оптические соединители 157
вводить не позже, чем за 2 часа. Коннекторы для такой технологии самые деше-
вые.
Хорошие результаты дает и фиксация смолой, полимеризующейся при ком-
натной температуре, но этот процесс занимает около двух часов. Волокно мож-
но вводить в течение 15 минут. Печь не требуется, коннекторы дешевые.
Есть коннекторы с предварительно введенной смолой, полимеризующейся при
высокой температуре. «Грязный» процесс приготовления и введения смолы ис-
ключается. Качество соединения'хорошее, цена коннектора средняя. Время то
же, что и в «классике», требуется печь для нагрева и стенд для охлаждения.
Быстро (за 5 минут) заделываются коннекторы с ультрафиолетовым отвер-
ждением клея, но качество — среднее. Требуется источник ультрафиолетового
излучения, цена коннектора средняя, для керамических и стальных наконечни-
ков технология неприменима.
Заделка со склеиванием цианакрилатом выполняется быстро (3 минуты),
правда, на введение волокна отпускается меньше 5 секунд. Не требует специаль-
ных приспособлений и при низкой цене коннекторов дает среднее качество со-
-единения.
Анаэробное склеивание выполняется так же быстро (полимеризация 'происхо-
дит при погружении коннектора в жидкость-активатор), не требует специальных
приспособлений и при низкой цеце коннекторов дает среднее качество соедине-
ния.
Акриловый клей LightSpeed (двухкомпонентный) обеспечивает быстую задел-
ку (2,5 минуты), на ввод волокна есть 30 секунд. Не требует специальных при-
способлений и при низкой цене коннекторов дает хорошее качество соединения.
Обжимная технология высокопроизводительна (2,5 минуты), но требует спе-
циального инструмента. Коннекторы дорогие, качество — среднее (для одномо-
дового волокна не применяется).
Бесклеевые коннекторы с фрагментом волокна устанавливаются быстрее все-
го (1,5 минуты) и требуют только специального скалывателя.
В качестве примеров рассмотрим установку коннекторов типа ST фирмы
АМР с эпоксидной и обжимной (Light Crimp) фиксацией волокна.
Установка коннектора ST с эпоксидной фиксацией
Представление о деталях коннектора дает рис. 4.28. Коннекторы предназначены
' для одножильного кабеля в чулке диаметром 3 мм или буферированного (250
или 900 мкм) волокна. Если диаметр чулка меньше 2,5 мм, на него надевают
утолщающую полихлорвиниловую трубочку 4. Короткая трубочка 2 диаметром
3 мм используется для буферированного волокна без чулка.
Подготовка волокна
А. Кабель в Чулке.
1.	Надеть выпрямляющий наконечник 5 или 6 и обжимное кольцо 3 на ка-
бель (тонкими концами вперед). Если чулок тоньше 2,5 мм, надеть утол-
щающую трубочку 4.
2,	Нанести на чулок метки «X» и «У» (шаблон на рис. 4.29). Кабельным
стрипером снять чулок в месте «X» и ножницами подрезать упрочняющие
нити по краю чулка. Затем снять чулок в месте «У».
158 Глава 4. Средства оптической передачи
3. Нанести на буфер метку «Z» и стрипером для волокна соответствующего
диаметра (125 или 140 мкм) удалить буфер.
4. Сдуть обрезки упрочняющих нитей с волокна и протереть его спиртовой
салфеткой.
Рис. 4.28. Детали коннектора ST с эпоксидной фиксацией: 1 — корпус с наконечником;
2 — трубочка; 3 — обжимное кольцо; 4 — утолщающая трубочка;
5, 6 — выпрямляющий наконечник; 7 — защитный колпачок
Рис. 4.29. Шаблоны разделки кабеля
Б. Волокно в буфере.
1. Надеть на волокно выпрямляющий наконечник, обжимное кольцо и
короткую трубочку 2 (прозрачную для буфера 900 мкм или синюю для
буфера 250 мкм).
2. Наметить и снять буфер на 17-21 мм от конца.
Подготовка эпоксидного клея
Эпоксидный клей смешивается с отвердителем в заданной пропорции, наруше-
ние которой сказывается на времени отверждения и качестве склейки. Удобно
пользоваться компаундом, расфасованным в герметичные полиэтиленовые паке-
тики, в которых компоненты разделены зажимом-прищепкой (фирма АМР). Пе-
ред употреблением зажим снимается, пакетик (закрытый!) несколько раз протя-
гивается через ребро стола — смесь готова. Технология чистая, дозировка точная.
Клей набирают в шприц без иглы, затем надевают иглу и, держа ее концом вверх,
выдавливают воздух до появления капли клея. Клей вводят в наконечник, им
приклеивают и силовые элементы (кевларовые нити) кабеля, согласно инструк-
ции к используемому коннектору. При комнатной температуре эпоксидный клей
4.8. Оптические соединители 159
сохнет сутки. Для ускорения процесса сушки коннекторы помещают в специаль-
ные печки, где компаунд схватывается за 30 минут (особо быстросохнущие со-
ставы сохнут 10-15 минут). Смешанный компаунд должен быть использован в
течение 30 минут, после чего шприцем его уже не выдавить. На один коннектор
требуется очень малое количество компаунда, так что имеет смысл подготавли-
вать сразу несколько коннекторов.
Установка коннектора
А. Кабель в чулке.	4
1.	Взять коннектор наконечником вниз. Ввести иглу до дна наконечника (по-
ложение «А» на рис. 4.30, а) и выдавить клей до появления капельки диа-
метром около 0,75 мм в отверстии на торце наконечника. Затем, продол-
жая выдавливать клей, вынуть иглу — углубление наконечника должно
быть заполнено на 3/4 объема. Нанести каплю клея на боковую поверх-
ность (положение «В» на рис. 4.30, а).
2.	Вращательным движением ввести волокно в наконечник — оно должно
входить легко и высунуться наружу (рис. 4.30, б). Поворачивая коннектор
и двигая его вперед-назад (около 1,5 мм) по оси волокна, достигают равно-
мерного распределения клея.
3.	Надвинуть обжимное кольцо на место, следя за тем, чтобы упрочняющие
нити не сбивались в комок. Если используется утолщающая трубочка, она
вдвигается под кольцо.
Рис. 4.30. Установка коннектора: а — ввод клея, б — ввод кабеля, в — установка кольца. 1 —
корпус коннектора с наконечником, 2 — шприц-аппликатор, 3 — кабель, 4 — обжимное кольцо,
’	5 — места нанесения клея
Б. Буферированное волокно.
Заполнить углубление клеем на 3/4 объема и ввести в него волокно до упора
буфера в дно. Надвинуть короткую трубочку и обжимное кольцо.
Обжим кольца выполняется соответствующим инструментом. Коннектор по-
мещают в муфту розетки, которая предохранит выступающий кончик волокна на
время сушки. После обжима инструмент очищают от эпоксидного клея (пока не
Затвердел).
160 Глава 4. Средства оптической передачи
Сушка производится либо в печке (ускоренный вариант), либо при комнат-
ной температуре (сутки). При сушке коннекторы ставятся концом вниз.
Обработка наконечника
Скалывание волокна. К выступающему кончику волокна приклеивают кусочек
липкой ленты (скотча). Волокно надрезают специальным скалывающим каран-
, дашом над каплей клея (рис. 4.31). Лезвие карандаша от контакта с отвердевшим
клеем портится! Волокно обламывают, потянув за него вдоль оси. Кусочек скот-
ча не позволит обломку потеряться (это опасно!).
t
Рис. 4.31. Скалывание волокна: 1 — наконечник, 2 — волокно, 3 — скалыватель
/
Полировка в «полевых» условиях может выполняться как вручную, так и с
помощью специального станка. Для ручной полировки требуется набор наждач-
ной бумаги с зернистостью 5, 1 и 0,3 мкм. Бумага кладется на плоскую подклад-
ку, коннектор вставляют в оправку и шлифуют 8-образными движениями. На-
ждачной бумагой 5 мкм снимают кончик волокна (белый след на наждаке) и
часть эпоксидной капли (синий след, до начала посветления). Коннектор и
оправку протирают спиртовой салфеткой илереходят к бумаге 1 мкм. Этой бу-
магой шлифуют до бледно-голубого следа от клея. Далее после протирки поли-
руют бумагой 0,3 мкм с совсем легким нажимом до полного ухода следа от клея.
Излишняя полиррвка вредна. По окончании полировки наконечник снова про-
тирают спиртовой салфеткой.
Машинная полировка выполняется согласно инструкции по применению по-
лировальной машинки.
Проверка поверхности производится с помощью специального микроскопа
(рис. 4.32). Мелкие царапинки и неровности по краям волокна допустимы, ско-
лы и выбоины — недопустимы. При необходимости шлифовку повторяют опять
с более крупнозернистой бумагой, но возможны и «неизлечимые» дефекты, тре-
бующие замены коннектора. Причиной дефекта может быть неудачный скол во-
локна, излишняя шлифовка грубым наждаком, попадание крупных частиц при
полировке.
Установка коннекторов других типов и моделей с эпоксидной фиксацией мо-
жет отличаться в деталях — иные шаблоны для разделки, иной порядок сборки,
иные точки нанесения клея.
4.8. Оптические соединители 161
а	б	s
Рис. 4.32. Вид поверхности торца: а — идеально, б — требуется дополнительная
полировка, s — брак
Установка бесклеевого коннектора LightCrimp ХТС
Коннектор LightCrimp ХТС с полимерным наконечником (номер 503453)
предназначен для многомодового волокна — одножильного кабеля в чулке диа-
метром 3 мм или буферированного (250 или 900 мкм) 125-мкм волокна.
Для установки коннектора требуется специальный обжимной инструмент.
Коннекторы LightCrimp ХТС выпускаются и с керамическими наконечниками
(для SM и ММ волокна), и со стальными (для ММ волокна). Установка и по-
лировка коннекторов с керамическими и стальными наконечниками отличает-
ся в некоторых деталях, для них требуется иной (более дорогой) обжимной
инструмент. Ниже рассмотрим процедуру для коннектора с полимерным нако-
нечником.
Представление о деталях коннектора дает рис. 4.33. Если диаметр чулка мень-
ше 2,3 мм, на него' надевают утолщающую ПХВ-трубочку. Для волокна в буфере
используется насадка для обнаженного волокна (bare fiber boot), на волокно в
250-мкм покрытии надевается тонкая трубочка.
Подготовка волокна
А. Кабель в чулке.
1.	Надеть выпрямляющий наконечник на кабель (тонким концом вперед).
Если чулок тоньше 2,5 мм, надеть утолщающую трубочку.
2.	Снять чулок и подрезать упрочняющие нити (шаблон приведен на рис. 4.34, а).
3.	Надеть обжимное кольцо (тонким концом вперед), заложить им упрочня-
ющие нити назад (см. рис. 4.33).
4.	Снять буфер и покрытие в соответствии с шаблоном.
5.	Очистить волокно от остатков покрытия спиртовой салфеткой.
Б. Волокно в 900-мкм буфере.
1. Надеть насадку для обнаженного волокна (тонким концом вперед).
2. Выполнить разделку по шаблону, приведенному на рис. 4.34, б, и очистить
волокно от остатков покрытия спиртовой салфеткой.
В. Волокно в 250-мкм покрытии.
1.	Надеть насадку для обнаженного волокна (тонким концом вперед).
162	Глава 4. Средства оптической передачи
2.	Выполнить разделку пр шаблону, приведенному на рис. 4.34, в, и очистить
волокно от остатков покрытия спиртовой салфеткой.
3.	Вставить тонкую трубочку в* плунжер коннектора ~ снаружи должен вы-
ступать кончик-около 0,76 мм, если выступает Около 5 мм, нужно поискать
его правильное положение (рис. 4.35).
Рис. 4.33. Детали коннектора LightCrimp ХТС: 1 — корпус с наконечником, 2плунжер,
3 — обжимное кольцо, 4 — выпрямляющий наконечник, 5 — насадка для обнаженного
волокна, 6 — утолщающая трубочка, 7 — волокно в покрытии, 8 — буфер,
9 — упрочняющие нити (детали 5, 6 — только
для обнаженного волокна)
Рис. 4.34. Шаблоны разделки кабелей для установки коннектора LightCrimp ХТС:
а — кабель в чулке, б — волокно в 900-мкм буфере, в — волокно в 250-мкм буфере.
1 буфер 900 мкм, 2 — покрытие 250 (500) мкм
4.8. Оптические соединители 163
Рис. 4.35. Сборка коннектора: а — правильно, б — неправильно
Установка коннектора
А. Кабель в чулке.
1.	Вставить подготовленное волокло в отверстие плунжера. Конец волокна
должен выйти из наконечника, буфер упирается в плунжер.
2.	Раскрыть полностью обжимной инструмент 502835-1 и сжать его на один
щелчок трещотки.
3.	Установить коннектор в губки инструмента (рис. 4.36, а), стрелка на инст-
рументе показывает, куда должен «смотреть» наконечник коннектора.
Упор 3 должен оказаться между плунжером и отогнутыми упрочняющими
нитями. Сжать инструмент до упора, при этом плунжер сдавливается
вдоль оси и распирается между волокном и корпусом коннектора.
4.	Сдвинуть обжимное кольцо от коннектора, освободив нити. Мягко надав-
ливая на коннектор, подвести к нему чулок. Упрочняющие нити должны
. закрыть накатку на корпусе коннектора.
5.	Надвинуть обжимное кольцо на упрочняющие нити, не допуская их сбива-
ния в комок. Если используется утолщающая трубочка, вдвинуть ее под
кольцо до упора. Обжать кольцо инструментом (рис. 4.36, б).
6.	Надвинуть выпрямляющий наконечник на обжимное кольцо до упора.
Б. Волокно в 900 мкм буфере или 250-мкм покрытии.
1. Вставить подготовленное волокно в отверстие плунжера. Конец волокна
должен выйти из наконечника, буфер упирается в плунжер. Волокно
250 мкм вставляется так, чтобы метка была видна сразу за тонкой трубоч-
кой, вставленной в плунжер. ,
2. Обжать плунжер инструментом, во время обжима мягко прижимать буфер
к плунжеру.
Обработка наконечника
Сколка волокна выполняется на расстоянии от плоскости наконечника примерно
равном диаметру волокна. Для сколки можно использовать механический ска-
лыватель или скалывающий карандаш (см. выше).
Полировка волокна выполняется иначе и быстрее, чем при эпоксидной вклейке:
1.	Держа на весу кусочек 15-мкм наждачной бумаги (5x5 см), маленькими
круговыми или 8-образными движениями снять выступающий кончик во-
локна до плоскости наконечника.
2.	Вставить коннектор в шлифовальную оправку, положить'на плоскую под-
кладку 5*мкм наждачную бумагу. Слегка прижимая коннектор (не оправ-
ку!), 8-образными движениями шлифовать конец волокна. Когда яркий
тонкий след от волокна побледнеет и расширится (это уже след от нако-
нечника), наконечник очистить безворсовой салфеткой и перейти к
164 Глава 4. Средства оптической передачи
шлифовке 1-мкм бумагой. После 15-20 8-образных движений перейти к
полировке на бумаге 0,3 мкм (еще 15-20 движений).
3.	Очистить наконечник спиртовой салфеткой и проверить качество с помо-
щью микроскопа.
Рис. 4.36. Обжим коннектора: а — сжатие плунжера, б — обжим кольца. 1 — кабель,
2 — кольцо, 3 — упор, 4 — волокно, 5 — нити, отогнутые назад,
6 — ключевой выступ
4.8.5.	Розетки, адаптеры, аттенюаторы
Для каждого из вышеперечисленных типов коннекторов выпускаются розетки с
различными вариантами крепления (резьба, фланец, защелки и т. п,). Вид рас-
пространенных розеток приведен на рис. 4.37. Для соединения разнотипных кон-
некторов применяют переходные розетки, среди которых распространены SC-ST,
SC-D-ST, SC-FC.
Рис. 4.37. Оптические розетки: a — ST, б — SC, а — SC-дуплекс, г — FC
FM-адаптеры (Female-Male — вилка-розетка) представляют собой комбинацию
коннектора и розетки со вклееным отрезком волокна. Предназначены для защиты
приемников и излучателей измерительной аппаратуры от механических повреж-
дений при многократных подключениях-отключениях. Выпускаются как однород-
4.8. Оптические соединители 165
ные (FM-ST, FM-SC, FM-FC), так и переходные (например, FM-SC-ST — розет-
ка ST, вилка SC).	'
Адаптеры для обнаженного волокна (рис. 4.38) применяют для временной
оконцовки волокна (при тестировании). Они имеют коннектор с отполирован-
ным фрагментом волокна и подпружиненный фиксатор волокна. При нажатии
на кнопку фиксатор открывается, и в адаптер можно ввести предварительно
сколотое волокно. По отпускании кнопки волокно фиксируется. Адаптеры
обеспечивают уровень вносимых потерь 1 дБ (относительно стандартного кон-
нектора).
Рис. 4.38. Адаптеры для обнаженного волокна: a — ST, б — SC
Аттенюаторы выполняются в виде розеток (фиксированные и регулируе-
мые) или FM-адаптеров (только фиксированные).
4.8.6.	Шнуры, полувилки (пигтейлы)
Оптические шнуры (optical patch-cord) — отрезок одножильного или дуплексно-
го кабеля, оконцованный с двух сторон коннекторами. В спецификацию шнура
входит тип волокна, тип коннекторов и длина шнура. Для удобства идентифика-
ции принята цветовая маркировка: многомодовые имеют оранжевый цвет чулка,
одномодовые — желтый.
Переходные шнуры имеют иа противоположных концах коннекторы разных
типов.
Шнуры МСР (mode conditioning patch cord) предназначены для подключения
многомодовой линии связи к лазерным<излучателям (портам 1000Base-LX). Эти
шнуры несимметричны: со стороны передатчика у них одномодовый коннектор с
одномодовым волокном, которое через соединитель, смещающий центр, перехо-
дит в многомодовое волокно с многомодовым коннектором. Фирма АМР выпус-
кает такие шнуры для волокна 62,5/125 (смещение 20 мкм) и 50/125 (смещение
13 мкм). Шнуры МСР непригодны для работы с портами другого типа (они бу-
дут вносить очень большие потери).
Полувилки, они же пигтейлы (pig tail — поросячий хвост), или «хвосты», пред-
ставляют собой отрезки волокна в 900-мкм буфере, фабрично оконцованные с
одной стороны коннектором определенного типа. Длина — стандартная (1,5 м)
или заказная. Для одномодового волокна коннекторы могут иметь наконечники
Super PC, Ultra PC или Angle PC. Полувилки позволяют избавиться от проблем
установки коннекторов (клей, полировка). Свободный конец «хвоста» соединя-
ется с волокном кабеля с помощью сплайса или сварки.
166 Глава 4. Средства оптической передачи
4.9.	Аксессуары
По сравнению с электрическим кабелем, монтаж оптики имеет свои особенно-
сти, влияющие на конструкции абонентских розеток, соединительных коробок и
коммутационных панелей. Это связано с технологией установки соединителей —
в процессе оконцовки коннектор приходится брать в руки, помещать в сушиль-
ную печь, полировальную машину (или полировать вручную). Для этого много-
жильный кабель приходится разделывать на большой длине, оставляя 1-1,5 м
обнаженного (в защитном покрытии) волокна. После оконцовки эти излишки
должны быть уложены в специальные направляющие с радиусом изгиба не ме-
нее 30 мм и защищены от повреждений. Из-за этих укладочных направляющих
оптические абонентские розетки по сравнению с электрическими имеют боль-
ший размер корпуса (рис. 4.39).
Рис. 4.39. Абонентская оптическая розетка
Сплайс-пластины предназначены для закрепления сварных стыков или сплай-
сов в местах соединения многожильных кабелей. На этих пластинах имеется
крепеж как для кабелей в оболочке, так и для каждого стыка. Снаружи место
стыковки от механических повреждений защищается кожухом. Оптические
муфты служат тем же целям, но кроме механической защиты обеспечивают и
влагозагциту (герметичность) соединения. Муфты используют для наружных
стыков, сплайс-пластины — для стыков внутри помещений.
Оптические распределительные коробки предназначаются для разделки мно-
гожильных кабелей и оконцовки множества абонентских кабелей в распредели-
тельных пунктах. Они, как правило, имеют два отсека, разделенных панелью с
оптическими розетками. В один отсек (как правило, больший) заводится много-
жильный кабель, разделывается и оконцовывается вилками. В коробку заводит-
ся кабель в оболочке (броня, силовые элементы и внешние слои могут быть уда-
4,9, Аксессуары 167
лены и вне коробки) и фиксируется зажимными хомутами за эту оболочку.
Отдельные волокна после оконцовки наматывается на-направляющие, вилки
устанавливаются в розетки. Снаружи этот отсек, как правило, закрывают, в ре-
зультате чего стационарная часть оптической проводки оказывается надежно за-
щищенной от механических воздействий. Второй отсек, в котором располагают
коммутационные шнуры, может быть как открытым, так и закрытым. Оптиче-
ские распределительные коробки выпускают на различное число портов (кон-
некторов), кратное 4 или 6. Существуют коробки для настенной установки
(рис. 4,40) и для монтажа в 19" стойки и шкафы. В отличие от практически плос-
ких электрических коммутационных панелей, оптические имеют значительную
глубину (рис. 4.41). У них отсек для стационарных кабелей скрывается в глуби-
не шкафа, а для доступа к нему коробки выдвигаются на телескопических на-
правляющих. Оптические панели без выдвигающихся коробок проще и дешевле,
но они не обеспечивают высокой плотности размещения портов из-за необходи-
мости доступа к задней части коннекторов. Доступ к коннекторам стационарных
кабелей необходим, поскольку в процессе эксплуатации коннектор может быть
поврежден (поцарапан) и его придется заменить или переполировать. Оптиче-
ские коробки выпускаются как с установленными розетками, так и без них. Вы-
пускаются и коробки с розетками, укомплектованные полувилками (pigtails),
установленными в розетки, и сплайс-пластинами. Концы полувилок подварива-
ют к жилам приходящего кабеля йли же соединяют с ними сплайсами.
Рис. 4.40, Настенная оптическая коробка
168
Глава 4. Средства оптической передачи
Рис. 4.41. Оптическая коробка 19" исполнения
4.10.	Инструменты, расходные
материалы и приборы
Для работы с оптоволоконным кабелем требуется обширный и дорогой инстру-
ментарий. Для разделки кабеля применяют:
к Нож для разрезания оболочек.
В Ножницы специальные для резки упрочняющих кевларовых нитей кабеля
(обычные ножницы их не режут).
« Тросокусы, кусачки и ножовки для перерезания силовых тросов и снятия
брони кабеля.
*	Стриперы для снятия наружных оболочек.
ж Стриперы для снятия 250-мкм покрытия и 900-мкм буфера со стандартно-
го 125-мкм волокна.
И Скалыватель для волокна в первичном (250 мкм) и буферном (900 мкм)
покрытии (обеспечивает угол скола 0,5-1° для сварных соединений и
сплайсов).
Набор инструментов и материалов для оконцовки зависит от типа устанавли-
ваемого коннектора. Проще всего устанавливается коннектор МТ-RJ, для кото-
4.10. Инструменты, расходные материалы и приборы
169
рого кроме стриперов требуется только-скалыватель волокна. Для установки
традиционных коннекторов, в которых требуется фиксация волокна в наконеч-
нике и полировка торца, требуются следующие инструменты:
	Стриперы для наружной (3 мм) оболочки и буферных покрытий (250 и
900 мкм).
Й Кримпер для кольца, обжимающего внешний (3 мм) буфер (чулок).
й Средства фиксации волокна в наконечнике комплект для эпоксидной
(или иной) вклейки либо специальный кримпер для бесклеевых коннекто-
ров LightCrimp.
	Ручка-скалыватель (scribe tool) — резец из корунда или сапфира в держа-
теле для скалывания волокна, выходящего из наконечника коннектора.
Резцом на поверхность волокна наносится риска (по дуге с углом охвата в
3-5°), после чего. Тянут за кончик волокна и оно отламывается с ровным
сколом,
Я Механический скалыватель (cleave tool) — более удобный (и дорогой) ин-
струмент для скалывания кончиков. В него вводят наконечник с торчащим
волокном и просто нажимают кнопку. Качество скола не зависит от испол-
нителя.
я Средства для ручной полировки торца или полировальная машинка.
а Специальный микроскоп с подсветкой для контроля качества полировки.
Для работы с оптическими коннекторами применяют чистящие средства:
Я Изопропиловый спирт для промывки коннекторов.
Ж Безворсовые чистящие салфетки.
в Спиртовые салфетки (пропитаны изопропиловым спиртом).
ж Баллончики со сжатым воздухом дяй-продувки коннекторовют пыли.
Для эпоксидной вклейки требуется:
» Компаунд — эпоксидный клей гГОтвердитель.
ж Емкость и деревянная лопаточка для смешивания.
» Шприц с иглой (epoxy applicator) для ввода компаунда (используется од-
нократно).
я Печка для ускорения сушки.
Для сварки волокон применяют сварочные аппараты с различной степенью
автоматизации процесса, существенно различающиеся по возможностям, произ-
водительности и цене. Основные характеристики аппаратов:
К Типы свариваемых волокон. Самые дорогие позволяют сваривать и актив-
ные волокна, легированные эрбием.
	Типичные ^потери на соединении’, от 0,12 до 0,02 дБ для SM, от 0,05 до
0,01 дБ для ММ-волокон.
Ж Способ юстировки волокон: ручной (под наблюдением через встроенный
микроскоп) или автоматический.
170 Глава 4. Средства оптической передачи
w Количество программ. Для различных типов волокон требуются разные
программы режима сварки, которых может быть от одной до десяткйв. Ап-
параты могут иметь настраиваемые программы, позволяющие выполнить
оптимизацию режима под конкретное волокно на пробных стыках.
9.	Наличие встроенной печи для прогрева термоусадочных трубок.
	Индикация параметров, возможность подключения компьютера или нали-
чие собственного дисплея и пульта управления. Простейшие аппараты
имеют лишь оптический микроскоп, у сложных аппаратов на дисплей кро-
ме параметров настройки может выводиться сильно увеличенное изобра-
жение стыка. Язык в меню на мониторе — английский, русский. ,
в Питание сетевое и аккумуляторное, количество сварок на автономном пи-
тании (с термоусадкой и без нее).
Ж Габариты и вес. Определяют возможность применения аппарата в «поле-
вых» условиях.
Для контроля и измерения параметров оптических линий применяют различ-
ные приборы:
Я Оптические тестеры состоят из двух устройств: источника и приемника.
Они позволяют измерять как абсолютное значение мощности, так и зату-
хание. Характеризуются длиной волны, типом излучателя и типом воло-
кон, диапазоном уровней измеряемой мощности. Обычно имеют сменные
насадки для подключения коннекторов стандартных типов.
я Измерительные комплекты отличаются от тестеров более высокой точно-
' стью измерений.
	Тестеры-телефоны кроме измерений позволяют организовывать и дуп-
лексную телефонную связь по паре волокон (есть модели, работающие и
по одному волокну). В Комплекте с полувилками и сплайсами (или адап-
терами для обнаженного волокна) позволяют работать и с неоконцован-
ными волокнами.
W Индикаторы излучения определяют только наличие оптического сигнала в
волокне, о чем сигнализируют световым и звуковым сигналом. Существу-
ют индикаторы для определения наличия и направления сигнала в «жи-
вой» линии без прерывания процесса передачи. Принцип их работы иллю-
стрирует рис. 4.42. При изгибе волокна мощность покидающего его
светового потока достаточна для улавливания, чувствительным фотопри-
емником. К счастью, сигнал настолько слаб, что «выловить» из него дан-
ные существующими приемниками пока невозможно (иначе хваленая кон-
фиденциальность оптики стала бы мифом).
В Измерители длины оптических линий позволяют определять длину во-
локна от точки подключения прибора до неоднородности (другого конца
или обрыва волокна). Основаны на измерении задержки отраженного
сигнала. Обеспечивают точность измерения около 2 м на расстоянии от
десятков метров до 5-10 км. При измерении кабеля с пустотелым буфе-
ром следует учитывать, что длина волокна больше видимой длины ка-
беля. •		1
4.11. Сетевые технологии с оптоволоконной передачей	171
Ж Оптические рефлектометры OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)
позволяют видеть на экране затухание сигнала в оптической линии, раз-
вернутое по ее длине. На них видны все неоднородности — коннекторы,
дефекты волокна и т. п. Их действие основано на анализе обратных отра-
жений, которые присутствуют в любом волокне, хоть и в малой степени.
Приборы дорогие, трактовка результатов наблюдения требует высокой
квалификации.
Рис. 4.42. Принцип определения направления передаче в волокне: 1 — обнаженное волокно,
2 — приемники, 3 — направляющие
И Локаторы дефектов позволяют визуально определять дефекты волокон.
Локатор представляет собой мощный источник видимого (красного) све-
та, к которому подключается проверяемое волокно. На месте дефекта обо-
лочка волокна (кабеля) будет заметно светиться. Источник может быть
мерцающим (мигающим) — так легче обнаружить' дефект.
4.11.	Сетевые технологии
с оптоволоконной передачей
Варианты для оптоволоконных соединений имеют все классические и современ-
ные сетевые технологии. Каждая из них имеет характерные особенности: Длину
волны, режим передачи (MM/SM), ограничения на затухание и время распро-
странения сигнала, требования к полосе пропускания, тип используемых кон-
некторов. Основные оптические параметры для распространенных технологий
приведены в табл. 4.2.
Ethernet 10/100/1000 Мбит/с
Для технологии Ethernet (10 Мбит/с) стандартный оптический коннектор —
типа ST. Для технологии Fast Ethernet (100 Мбит/с) и Gigabit Ethernet
(1000 Мбит/с) в основном применяют коннекторы SC, в более современной ап-
паратуре используют компактный MT-RJ.
Таблица 4.2. Основные оптические параметры сетевых технологий
Технология и протокол	Длина волны, мкм, режим SM/MM	Выходной сигнал, дБм	Входной сигнал, дБм	Бюджет, дБ	Допустимое расстояние	Коннекторы	Примечания
Ethernet FOIRL	850 ММ			16,5 (50/125), 19,5 (62,5/125), 22,5 (100/140)	1 км	ST	
Ethernet FOIRL	1300 SM	-			2 км	ST	До 5 км1
Ethernet lOBaseFL	850 ММ	-(1220) ‘	-(12-32,5)	13-16,5 (50/125), 16-19,5 (62,5/125), 19-22,5 (100/140)	2 км	ST	До5км’-2
Ethernet lOBaseFL	1300 SM		А	9-13	5 км	ST ,	Др 10 км1 2. На ММ-волокие — до 2 км в любом режиме
Ethernet . lOBaseFB	850 ММ	-(12-20)	-(12-32,5)		2 км	ST	До 5 км1'2
Ethernet ‘ lOBaseFP /	850	.	- ММ	-(11-15)	-(27-41)		500 м	ST	С пассивной звездой
Fast Ethernet lOOBaseFX	1300 мм	-20		11	412 м»	SC, MT-RJ	До 2 км2
Fast Ethernet lOOBaseFX	1300 .SM	f20	ч	И	412 м	SC, MT-RJ	До 32 км2
Fast Ethernet lOOBaseSX	850 SM	ч			300 м	ST, SC, MT-RJ	> <
Gigabit Ethernet lOOOBaseSX	850 ММ	с	1- ' !		7,5 1	2-220 м	SC	62,5/125, 160 МГцхкм
Gigabit Ethernet lOOOBaseSX	850' ММ ,	i	\		7,5	2-275 м	SC	62,5/125, 200 МГн
Технология и протокол	Длина волны, мкм, режим SM/MM	Выходной сигнал, дБм	Входной сигнал.дБм	Бюджет, дБ	Допустимое расстояние	Коннекторы	Примечания
Gigabxt Ethernet lOOOBaseSX	850 ММ			7,5	2-550 м	SC	50/125 500 МГц км
Gigabit Ethernet lOOOBaseSX	850 ММ			7,5	2-500 м	SC	50/125 400 МГц км
Gigabxt Ethernet lOOOBaseLX	1300 ММ			7,5	2-550 м	SC	62,5/125 500 МГц км
Gigabxt Ethernet lOOOBaseLX	1300 ММ			7,5	2-550 м	SC	50/125 400 500 МГц км
Gigabit Ethernet lOOOBaseLX	1300 sm			8,0	2-5000м	SC	9/125
Gigabxt Ethernet lOOOBaseLH '	1300 SM			80	1-49 км 5		9/125
Gigabit Ethernet lOOOBaseLH	1550 SM				50-100 км		9/125
FDDI PMD-MMF	1300 ММ	-20		11	2 км	FDDI MIC	
FDDI PMD-LCF	1800 мм	-20		11	500 м	FDDI MIC	
FDDI PMD-SMF	1300 SM	-20		И	40 км	FDDI MIC	(до 60 км)
Token Ring	850 ММ			13 (50/125), 16 (62,5/125) 10 (100/140)	2 км	ST	
Token Ring	1300 SM			10	10 км	ST	Не стандар но
Продолжение
Технология и протокол	Длина волны, мкм, режим SM/MM	Выходной сигнал, дБм	Входной сигнал, дБм	Бюджет дБ
Fiber Channel 12,5 Йбайт/с	1300 (СИД) мм			
Fiber Channel 25 Мбайт/с	1300 (лазер) SM			
fiber Channel 25 Мбайт/с	1300 (СИД) мм			
Fiber Channel 25 Мбайт/с	780 (лазер) ММ			
Fiber Channel 50 Мбайт/с	780 (лазер) ММ			
FiberChanne! 50 Мбайт/с	1300 SM			
Fiber Channel 100 Мбайт/с	1300 SM			
ntbl ATM 155 Мбит/с	850, 1300 SM ММ			90 70
ATM 622 Мбит/с	850, 1300 SM.MM			60
SONET (OC-l 3, 12,24,48, 192) SUH (STM-1, 4, 8.. 16>	1300 SM		1	
1 Если связь между портами коммутаторов или маршрутизаторов
2 Если, связь в режиме полного дуплекса
	Допустимое расстояние	Ко нектор	П чан
	1 км		
	30 км		
	1 км		
	2 км		
	1 км		
	10 км		
	2 40 км		
	2 км		
	2 км		
	15 км		
4.11. Сетевые технологии с оптоволоконной передачей	175
Стандарт 802.3 для оптической среды при скорости 10 Мбит/с предусматри-
вает длину волны 850 нм (ММ). Существуют и фирменные устройства на
1310 нм, используемые как с SM, так и с ММ; в их обозначении обычно присут-
ствует обозначение «SM». Одномодовые порты позволяют использовать и мно-
гомодовый кабель, но при этом ограничение на длину (2 км) определяется зату-
ханием. По умолчанию считается, что используется связь в многомодовом
режиме (волокно 62,5/125 или 50/125 мкм). Одномодовый режим используется
только в специальных «дальнобойных» портах.
Для скорости 100 Мбит/с (lOOBaseFX) определена длина волны 1300 нм
(для ММ и SM). Предполагается введение альтернативного коротковолнового
(850 нм) стандарта lOOBaseSX для связи ММ-волокном на короткие расстояния.
Gigabit Ethernet имеет оптические версии с разной длиной волны: lOOOBaseSX —
850 нм (ММ), lOOOBaseLX — 1300 нм (MM/SM), lOOOBaseLH (предполагае-
мая) — 1310 или 1550 нм (SM).
Лазерные передатчики портов Gigabit Ethernet при работе с ММ-волокном
вызывают эффект дифференциальной' модовой задержки. Для его нейтрализации
передатчики подключают через специальные шнуры МСР (mode conditioninh
patch cord), описанные выше. Эти шнуры смещают центровку луча относительно
оси многомодового волокна. Приемники подключаются обычными многомодо-
выми шнурами. Для работы с SM-волокном применяются обычные SM-шнуры.
Token Ring
Фирма IBM первоначально использовала ММ-волокно 100/140 нм. Стандарт
802.5 определяет ММ-волокно, длину волны 850 нм. В «фирменных» решениях
используется и SM-волокно, 1310 нм. Оптические порты имеются в ряде хабов.
Для соединения обычных портов существуют устройства TRC (Token Ring con-
verter) и TRX (Token Ring extender).
FDDI
В.качестве передатчиков используют светодиоды или лазеры на 1300 нм. Кон-
некторы — специфические дуплексные FDDI MIC или более дешевые ST или
SC. Для обеспечения непрерывности кольца при отключении станции применя-
ют обходные коммутаторы ОВР (optical bypass switch), для двойного кольца —
сдвоенные. Иногда используют и сумматоры-разветвители (coupler) — с их по-
мощью сигналы передатчика и приемника объединяют в одном волокне.
ATM, SONET, SDH
В качестве физического интерфейса в ATM используется SONET (ОС-1, 3, 12,
24, 48, 192) или SDH (STM-1, 4, 8, 16, 64). В локальных сетях чаще встречается
ОСтЗ/STM-l (.155 Мбит/с) и OC-12/STM-4 (622 Мбит/с), где могут применять-
ся как многомодовые, так и одномодовые порты. В старших каналах, применяе-
мых в коммутаторах глобальных сетей, используются только лазерные источни-
ки и SM-волокно.
176 Глава 4. Средства оптической передачи
ARCnet (TCNS)
Оптическая среда для сетей ARCnet существует только в ее реализации фирмой
Thomas-Conrad — TCNS. Скорость передачи 100 Мбит/с, топология — звезда с
активным хабом, коннекторы ST, многомодовое волокно с длиной до 900 м.
4.12.	Достоинства и недостатки
оптоволоконной передачи
Основные достоинства оптоволоконной передачи:
Я Оптоволокно имеет высокую пропускную способность, исчисляемую гига-
битами в секунду, и малые потери сигнала. По сравнению с медью допус-
кает большую длину сегментов (участков кабеля без промежуточного ак-
тивного оборудования), исчисляемую километрами.
’л Оптоволокно легче и компактнее медного кабеля.
» Оптоволокно обеспечивает гальваническую развязку соединяемых узлов с
любым необходимым напряжением изоляции. Это относится к чисто ди-
электрическим кабелям, не использующим металлических силовых эле-
ментов, и не имеющим медных жил.
’<и& Оптоволокно безопасно с точки зрения применения во взрывоопасной среде.
Ж Оптоволоконный кабель практически нечувствителен к электромагнит-
ным помехам (кроме сверхмощных, возникающих при ядерном взрыве) и
сам не является источником помех.
Ж Оптоволоконная связь обеспечивает высокую защищенность информации
от несанкционированного доступа. Для съема информации необходимо
физическое подключение к волокну — врезка ответвителя, которую за-
труднительно осуществить незаметно. Правда, обнаженное волокно на из-
гибе дает лучи, выходящие по касательной (см. рис. 4.42). Но для Того что-
бы можно было перехватить информацию, в волокне должны возникнуть
существенные потери сигнала, которые вряд ли окажутся незамеченными
штатным приемником.	>
По всем техническим характеристикам одномодовое волокно превосходит
многомодовое, причем цена одномодового волокна заметно ниже. Однако стои-
мость оконечного оборудования для него существенно выше, что обусловлено
сложностью генерации узконаправленного длинноволнового луча и более высо-
кими требованиями к прецизионности элементов. По этой причине одномодовое
волокно в основном применяют для связи на дальние расстояния, а многомодо-
вое шире применяют в локальных сетях. Утверждение, что оптические линии,
проложенные для существующих технологий, для повышения пропускной спо-
собности ожидают только новых источников и приемников сигналов, безусловно
справедливо лишь для одномодового волокна. Далеко не все многомодовые кабе-,
ли (особенно 62,5/125) обладают полосой пропускания, достаточной для работы.
Gigabit Ethernet с максимальной длиной магистрали.
4.13. Техника безопасности при работе с оптоволокном	177
За высокие параметры оптоволокна приходится платить Пока что довольно
высокую цену, поскольку дорого все — и активное оборудование, и разъемы, и
инструмент, и работы по оконцовке кабеля. Сам кабель по цене вполне сопоста-
вим с медным. В отличие от оконцовки медного кабеля, где установка разъема
может занимать меньше минуты, установка и полировка оптического коннектора
занимает гораздо больше времени и требует высокой квалификации и умелых
рук инсталлятора. Для оконцовки требуется большое количество специальных
инструментов и расходных материалов. Соединители новых поколений, не тре-
бующие полировки, имеют более высокую цену. Сварка оптоволокна требует
применения дорогостоящего оборудования. Работа с оптоволокном требует to-
блюдения особых правил техники безопасности (см. ниже). Прокладка оптово-
локонного кабеля требует осторожности — превышение растягивающего усилия,
особенно в сочетании с изгибом, может привести к обрыву волокна. Монтаж и
оконцовка медного кабеля гораздо проще и дешевле.
Кроме тонких стеклянных волокон, существуют и пластиковые оптические
волокна POF (Plastic Optical Fiber) большего диаметра (например, 485/500, 980/
1000), но из-за большого затухания сигнала их используют лип!ь на коротких
расстояниях (до 100 м) и невысоких частотах. Их основное назначение — пере-
дача сигналов в условиях высокого уровня помех, при необходимости гальвани-
ческой развязки и при критичности к толщине и весу соединительных кабелей.
В «классических» сетях их не применяют, но последнее время эта среда переда-
чи рассматривается для «домашних» сетей. Пластиковые волокна широко при-
меняются для соединения цифровых аудио- и видеоустройств.
4.13.	Техника безопасности
при работе с оптоволокном
В отличие от почти безобидных медных проводов, работа с оптоволокном может
представлять серьезную опасность для здоровья:
Ж Обрезки световодов — это микроскопические иголки, трудно видимые не-
вооруженным глазом. Они могут переноситься ветром. Попадая на кожу
или слизистые ’ оболочки (особенно глаза), могут вызывать серьезные
травмы.
Ш Лучи источников, особенно лазерных, при попадании в глаз могут привес-
ти к травме органов зрения. Большинство излучателей работает в невиди-
мом инфракрасном спектре, так что опасного луча и не видно.
При работе с оптоволокном соблюдайте технику безопасности. С обнажен-
ным волокном работайте в защитных очках. Не разбрасывайте обрезки волок-
на — их удобно собирать на колечко из липкой ленты (скотча), закрепленное на
рабочем месте. Не заглядывайте в торец волокна!
Кабельные системы
локальных сетей
Кабельные системы первых сетей, получивших широкое распространение и поны-
не активно развивающихся — Ethernet и Token Ring, существенно различались
как по типу кабеля, так и по топологии. В классической сети Ethernet, имеющей
шинную логическую и физическую топологию, использовался коаксиальный ка-
бель с импедансом 50 Ом. В сети Token Ring логическое кольцо было реализова-
но на физической звездообразной топологии и кабеле типа экранированная ви-
тая пара (STP) 150 Ом. Некогда популярные сети ARCnet использовали
коаксиальный кабель с иным значением импеданса, нежели Ethernet, и более
гибкую физическую топологию (комбинацию шины и звезды). Пространствен-
ные и топологические ограничения этих сетей существенно различались, а ка-
бельное хозяйство было жестко привязано к выбранной сетевой технологии, так
что смена технологии требовала дорогостоящей «кабельной революции». Со вре-
менем эти сетевые архитектуры развивались таким образом, что различия их ка-
бельных систем стали стираться. В технологии Ethernet логическую шину стали
реализовывать на физической звезде с хабом в центре, а коаксиальный кабель
заменили на неэкранированную витую пару (UTP). Звездообразная физическая
топология современных сетевых технологий (включая FDDI и ATM) предпола-
гает возможность максимального удаления узла от центрального устройства
(длину луча) до 100 м при использовании медного кабеля. Применение Рптической
связи позволяет разносить узлы (и центральные устройства) на расстояния, из-
меряемые километрами. Физическая топология и среда передачи (кабель) совре-
менных локальных сетей стала практически независимой от применяемых тех-
нологий, что и обусловило появление концепции структурированных кабельных
систем. На этой концепции основан современный подход к созданию коммуни-
5.1. Структурированные кабельные системы 179
кационной инфраструктуры зданий, насыщенных компьютерной техникой. Ком-
муникации должны выполняться по принципу открытой кабельной системы.
Открытость кабельной системы предполагает ее общеизвестную структуру, разде-
ление на подсистемы и элементы с известными интерфейсами между ними, стан-
дартизацию ключевых параметров элементов. Этим обеспечивается совмести-
мость элементов от различных производителей. Унификация параметров кабель- •
ной системы обеспечивает возможность выбора той или иной сетевой техноло-
гии и при необходимости ее смены без перекладки кабелей. Конкретная сетевая
технология (Ethernet, Token Ring, FDDI, телефония), использующая открытую
кабельную систему, называется приложением (application) кабельной системы.
В структурированную кабельную систему могут входить и кабели, используемые
для пожарной и охранной сигнализации, телевизионного вещания, и прочие.
5.1.	Структурированные кабельные
системы
Структурированные кабельные системы, СКС (SCS - Structured Cabling
System), представляют собой универсальные кабельные проводки для локаль-
ных сетей, проектируемые и устанавливаемые без привязки к их конкретным
приложениям (сетевым технологиям). Поскольку подавляющее большинство
локальных сетей устанавливается в офисных зданиях, населенных персоналом с
компьютерами и телефонами, существующие стандарты на СКС предполагают,
что они будут устанавливаться в зданиях именно такого типа. В случае развер-
тывания сети на промышленных объектах или в жилых зданиях основные поло-
жения стандартов на СКС не теряют актуальности, но их применение должно
учитывать специфику конкретных условий. К структурированным кабельным
системам относятся три основных стандарта, действующих в настоящее время:
ж EIA/TIA-568-A Commercial Building Telecommunications Wiring Standard
(американский);
• ISO/IEC IS 11801 Information Technology. Generic cabling for customer pre-
mises (международный);
8 CENELEC EN 50173 Information technology. Generic cabling systems (евро-
пейский).’
Вышеперечисленные стандарты описывают почти одинаковые кабельные си-
стемы; но несколько различаются в терминологии и определениях норм для род-
ственных параметров. Кроме терминологии, в этих стандартах имеются разли-
чия в списке применимых кабелей: в ‘568-А определен коаксиальный кабель
50 Ом, но отсутствует витая пара 120 Ом и оптоволокно 50/125 мкм. Остальные
среды передачи в них совпадают. Здесь они приведены в хронологическом по-
рядке принятия, причем каждый последующий базировался на предыдущем.
Основная цель данных спецификаций:
ж Определить общую кабельную систему для передачи голоса и данных,
поддерживающую подключение аппаратуры различных производителей.
180 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
я Определить направления в разработке телекоммуникационного оборудо-
вания и кабельной продукции.
№ Обеспечить планирование и установку СКС, удовлетворяющей различ-
ным требованиям персонала, населяющего здания.
9, Установить критерии пропускной способности и технические характери-
стики различных типов кабелей и соединительной аппаратуры.
Спецификации данных стандартов ориентированы на офисное применение
(не промышленные здания). Выполнение требований к СКС должно обеспечи-
вать срок жизни (с учетом морального старения) системы более 10 лет. В стан-
дартах приводятся спецификации по следующим областям:
	Среда передачи данных.
Я Топология.
Я Допустимые расстояния (длина кабелей).
	Интерфейс подключения пользователей.
	Кабели и соединительная аппаратура.
Я Пропускная способность (performance).
9 Практика установки.
Отсутствие подобных стандартов или официального признания международ-
ных в нашей стране осложняет официальную техническую сертификацию ка-
бельных систем, но хочется верить, что в скором времени эта ситуация изменит-
ся в лучшую сторону.
По критерию пропускной способности для проводки на медном кабеле в
стандартах фигурируют понятия категорий (Category) и классов (Class) — хуже
всего категория 1 и класс А. В стандарте 568-А и для проводки в целом, и для
компонентов (кабелей и соединителей) имеется 5 категорий, из которых наибо-
лее интересны категория 3, пропускающая сигнал в полосе частот до 16 МГц, и
категория 5 — до 100 МГц. В стандартах 11801 и 50173 для проводки в целом
определены классы, полосе частот 16 МГц соответствует класс С, а 100 МГц —
класс D. Здесь отметим, что, вопреки расхожему заблуждению, значение скоро-
сти передачи данных конкретной сетевой технологии, измеряемой в Мбит/с, не
совпадает с требуемой полосой частот, измеряемой в МГц. Например, техноло-
гия ATM со скоростью 155 Мбит/с успешно работает на кабеле категории 5
(100 МГц), a 100VG-AnyLan при скорости 100 Мбит/с — на кабеле катего-
рйи 3 (10 МГц). Более того, стандарт 1000BaseTX предполагает скорость переда-
чи 1 Гбит/с по кабелю категории 5е, а в некоторых случаях даже и 5.
Вскоре после принятия стандартов на СКС К ним стали появляться дополне-
ния и изменения, необходимость в которых вызвана бурным развитием телеком-
муникационной индустрии. Появилась новая категория 5е, ведутся работы по
стандартизации для более высоких частот передачи. С учетом принятых допол-
нений к стандартам параметры линий на частоте 100 МГц должны соответство-
вать указанным в табл. 5.1. Понйтия «канал» и «базовая линия» категорий 5 и 5е
определены в TSB-67 (дополнение к Т1А/Ё1А-568-А, см. 5.1.2, рис. 5.11 на
стр. 209), понятия «канал» и «линия» класса D определены стандартами
ISO 11801 и EN 50173 (см. 5.1.1, рис. 5.6 на стр. 189). В последних дополнениях к
5.1. Структурированные кабельные системы 181
стандарту ISO фигурирует «постоянная линия». Стандарты на категории 6 и 7 и
классы Ё и F (250 и 600 МГц соответственно) будут приняты в ближайшее вре-
мя (пока для них еще нет достойных приложений).
Теоретически (а в большинстве случаев и практически) для построения «пра-
вильных» линий достаточно использовать «правильные» компоненты и не нару-
шать правил прокладки, разделки и т. п. При этом для категорий 3-5 (классов С,
D), как правило, не возникает проблем с совместимостью компонентов разных
производителей. Для высоких категорий и классов, для которых еще нет опубли-
кованных стандартов, совместимость компонентов различных производителей не
гарантируется. Поскольку параметры линии определяются кабелями и коннекто-
рами, «выжимать» все возможности можно разными способами, и возможна си-
туация, когда коннекторы одного произйодителя вместе с кабелями другого об-
разуют линию, не удовлетворяющую стандартам.
Таблица 5.1. Параметры линий на частоте 100 МГц
Параметр, ДБ	Категория 5		Категория 5е		Класс D	
	Базовая линия	Канал	Базовая линия	Канал	Линия	Канал
Att	21,6	24,0	21,6 (94 м)	24,0 -	20,6	24,0
NEXT	29,3	27,1	32,3	30,1	29,3	27,1
ELFEXT	17,0	17,0	2Q.0	17,4	*	19,6	17,0
RL	10,1	8,0	12,0	10,0	12,0	10,0
ACR'	7,7	3,1	10,7 (94 м)	6,1	8,7 (90 м)	3,1
Кроме трех основных стандартов, к СКС относятся и следующие (американские):
Я EIA/TIA-569 Commercial Building standards for Telecommunications Path-
ways and Spaces (1990 r.) — стандарты прокладки телекоммуникационных
каналов для коммерческйх зданий. Здесь описывается строительная сто-
рона телекоммуникационной инфраструктуры — устройство кабелепрово-
дов, помещений для оборудования, .рабочих мест. Приводятся нормативы
по размерам телекоммуникационный помещений, плотности установки
абоненских розеток. Есть и правила прокладки телекоммуникаций вблизи
источников электромагнитных помех, но по нынешним меркам они из-
лишне строгие.
Я EIA/TIA-570 Residential and Light Commercial Telecommunications Wiring
Standard — стандарт телекоммуникационных кабельных систем для Жи-
лых зданий и малых офисов (1991 г.). Относйтся к кабельным системам в
пределах одной квартиры (домашний офис).
Ж TIA/EIA-606 The Administration Standard for the Telecommunications Inf-
rastructure of Commercial Building (1993 г.) — стандарт администрирова-
ния телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий. Опи-
сывает правила маркировки всех элементов СКС, их изображения на
чертежах и рисунках, методы ведения учетных записей.
» TIA/EIA-607 — Commercial Building Grounding and Bonding Requirements for
Telecommunications (1994 r.) — требования по заземлению и электриче-
182 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
ским соединениям телекоммуникационных систем. Опис.ывает устройство
системы заземления и требования по обеспечению электрического, контакта
проводящих элементов.конструкций аппаратуры, кабелепроводов и кабелей.
5.1.1. Стандарты ISO 11801 и EN 50173
Стандарт на универсальную кабельную систему для помещений заказчика ISO/
IEC IS 11801 Information Technology. Generic cabling for customer premises был
принят весной 1995 года. Поскольку он Является международным и Россия при-
нимает участие в деятельности ISO, будем рассматривать его как основной.
Ниже приводится краткое изложение положений этого стандарта, интересую-
щих разработчиков кабельных систем (но не компонентов к ним).- Для удобства
указываются номера статей (clause) стандарта в редакции июля 1995 года ISO/
IEC 11801:1995(Е), в конце приводятся его более поздние дополнения.
Стандарт «EN 50173 Information technology. Generic cabling systems» был
принят в августе 1995 года европейским комитетом по электротехнической стан-
дартизации CENELEC (сокращение от французского названия данного комитета).
Этот стандарт по техническим допросам близок к международному ISO 11801 и
включает некоторые более поздние добавления. Отличия приводятся по ходу из-
ложения. В стандарте EN 50173 немного иная нумерация статей: содержимое
ст. 1 EN 50173 включает статьи 1 и 4 ISO, в результате чего статьи 4-9 EN 50173
соответствуют статьям 5-10 ISO 11801. Названия статей различаются незначи-
тельно. Внутри статей имеется сдвиг в нумерации параграфов, но текст практи-
чески совпадает, за исключением ст. 2: EN 50173 ссылается на нормативные до-
кументы CENELEC, a ISO 11801 — на ISO.
Статья 1 (Scope) определяет применимость стандарта: он предназначен для
кабельной сети проводов витая пара и оптических волокон, охватывающей одно
или несколько зданий. Географическая протяженность до 3 км, площадь поме-.,
щений до 1 000 000 м2, количество обслуживаемого персонала — от 50 до 50 000
человек. Структура системы оптимизирована под эти параметры, но стандарт
применим и при выходе за эти границы. Кабельная система поддерживает широ-
кий спектр сервисов, включая голосовую связь (телефонию), передачу данных,
текста, изображений и видео. Стандарт задает:
й Структуру и минимальную конфигурацию для прокладки универсальной
кабельной сети (generic cabling).
» Требования к реализации.
Ж Требования к производительности отдельных кабельных линий.
И Требования соответствия и процедуры верификации.
Стандарт не распространяется на кабели и шнуры:, используемые для под-
ключения к универсальной кабельной сети оборудования, специфичного для
конкретного приложения. Однако в расчетах приводятся ограничения на их дли-
ны и требования к пропускной способности.
Статья 2 (Normative references) содержит ссылки на нормативные докумен-
ты, относящиеся к применяемым компонентам, процедурам тестирования, элект-
ромагнитной совместимости и т. п.
5.1. Структурированные кабельные системы	183
Сжатья 3 (Definitions and abbreviations) дает толкование используемых тер-
минов и сокращений.	,
Статья 4 (Conformance) определяет критерии соответствия кабельной про-
водки данному стандарту:
а.	Соответствие конфигурации требованиям ст. 5.
Ь.	Соответствие интерфейсов кабельной системы требованиям ст. 9.
с.	Вся кабельная сеть должна состоять из линий с уровнями пропускной
способности, соответствующей ст. 7. Это достигается применением компо-
нентов, соответствующих требованиям ст. 8 и 9 согласно ст. 6. Возможна и
разработка иных реализаций, но линии должны удовлетворять требовани-
ям ст. 7, 9 и приложения А.
d.	Администрирование должно соответствовать требованиям ст. И.
е.	Требования к безопасности (для людей) и электромагнитной совмести-
мости должны соответствовать местным (национальным) нормативам.
Если линии выполнены из компонентов, соответствующих требованиям ст. 8
и 9 согласно ст. 6 без превышения допустимой длины, тестирование параметров
их производительности на соответствие ст. 7 не требуется. Тестирование на со-
ответствие требуется:
 При превышении длины линий относительно ст. 6.
В При использовании компонентов, отличающихся от описанных в ст. 8 и 9.
а Для оценки пригодности установленной кабельной системы к использова-
нию некоторых групп приложений.
в Для верификации (если требуется) установленной системы, разработан-
ной в соответствии со ст. 6, 8 и 9.
Спецификации, обозначенные ffs (for further study), предварительны и не яв-
ляются обязательными.
Статья 5 (Structure of the generic cabling system) описывает структуру уни-
версальной кабельной системы, которая строится независимо от используемых
коммуникационных (сетевых) приложений. Что представляет собой СКС, можно
представить по рис. 5.1.
Согласно концепции СКС, по всей площади здания, на которой потенциально
могут располагаться рабочие места (workarea), устанавливаются абонентские
телекоммуникационные розетки ТО (Telecommunication Outlet). От каждой або-
нентской розетки прокладываются кабели к распределительным панелям, распо-
ложенным в телекоммуникационных помещениях ТС (Telecommunication Closet).
Телекоммуникационные помещения обычно располагаются на каждом этаже
здания, и распределительные панели, на которых собираются кабели от абонент-
ских розеток, называются этажными распределителями FD (Floor Distributor).
Кабели от рабочих мест называют горизонтальными, хотя фактически они могут
иметь и вертикальные участки (в некоторых случаях даже и межэтажные пере-
ходы, если распределители устанавливаются не на всех этажах). Этажные рас-
пределители связываются магистральными линиями с домовым распределите-
лем BD (Building Distributor), эти линии называют вертикальными. Если сеть
184 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
связывает несколько близко расположенных зданий (кампус), то домовые рас-
пределители связываются с распределителем комплекса зданий (кампусным рас-
пределителем) CD (Campus Distributor) магистралью комплекса зданий (кам-
пусной магистралью).
Рис. 5.1. Структурированная кабельная система: 1 — телекоммуникационные розетки,
2 — телекоммуникационные помещения, 3 — горизонтальные кабели,
4 — абонентские шнуры, 5 — вертикальные кабели,
б — распределители
Структура универсальной кабельной сети приведена на рис. 5.2. На нем в го-
ризонтальной системе присутствуют и необязательные точки перехода ТР
(Transition Point) — места, где могут соединяться две части горизонтального ка-
беля (например, многопарный с индивидуальными кабелями, идущими к розет-
5.1. Структурированные кабельные системы 185
кам). В этих точках кабели должны быть оконцованы, соединение пар или воло-
кон' выполняется «один в Один» относительно постоянно И их запрещается
использовать для целей администрирования (перекоммутации абонентских ро-
зеток). Активное оборудование в этих точках не размещается. В каждой горизон-
тальной линии допускается не более одной точки перехода. Абонентские кабели
(шнуры) рабочей зоны не являются постоянными, они специфичны для конк-
ретных приложений и стандартом не охватываются.
CD	BD	FD
Магистраль Магистраль
кампуса	Здания
Горизонтальный	Абонентский
кабель	шнур
Рис. 5.2. Структура универсальной кабельной сети
Структура связей между Элементами является иерархической звездообраз-
ной, ее возможный вид приведен на рис. 5.3. В зависимости от масштабов, она
может ограничиваться и одним-двумя нижними уровнями. В большом здании
возможно размещение и всех трех уровней иерархии. Кабели прокладываются
между соседними уровнями иерархии распределителей, возможна прокладка ка-
белей и между распределителями одного уровня (показаны пунктиром). Эти до-
полнительные линии могут использоваться некоторыми приложениями для ре-
зервирования и/или повышения пропускной способности магистрали.
‘	Рис. 5.3. Структура связей
Распределители размещаются в аппаратных комнатах или телекоммуникаци-
онных помещениях. Кабели прокладываются в коробах, лотках, трубах и т. п.
Интерфейсы универсальной кабельной системы (точки подключения обору-
дования) могут располагаться на границах подсистем (рис. 5.4). Распределители
обеспечивают коммутацию между кабелями подсистем смежных уровней и между
186 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
кабелями и оборудованием. Оборудование EQP может подключаться по схеме
кросс-коммутации (cross-connection) или непосредственного подключения (inter-
connection). Различие этих схем заключается в наличии дополнительной распре-
делительной панели (схема кросс-коммутации), на которой представлены порты
оборудования (на рис. 5.4 кросс-коммутация показана в BD). При этом появля-
ется дополнительное разъемное соединение и коммутационный шнур. В схеме
непосредственного подключения горизонтальные кабели подключаются к ком-
муникационному оборудованию прямо сетевыми шнурами.
CD	BD	FD
Рис. 5.4. Возможные интерфейсы универсальной кабельной сети
Этажные распределители устанавливают из расчета как минимум одного на
каждые 1000 м2 офисной площади на каждом этаже здания. При невысокой насе-
ленности этажа допускается обслуживание Этажным распределителем абонентов
смежных этажей.
Рекомендованные типы кабелей — витая пара 100 Ом (допускается и 120 Ом)
и оптоволокно (см. табл. 5.2).
Таблица 5.2. Рекомендованная среда передачи
Подсистема	Тип	Рекомендуемое применение
Горизонтальная	Витая пара	ГолОс и данные
Горизонтальная	Оптоволокно	Данные
Магистраль здания	Витая пара	Голос, данные со средней скоростью передачи
Магистраль здания	Оптоволокно	Данные со средней и высокой скоростью передачи
Кампусная магистраль	Оптоволокно	Большинство приложений. Позволяет преодолеть проблемы разности потенциалов «земли» и помехи
Кампусная магистраль	Витая пара	Телефония, если оптика не требуется
Телекоммуникационные розетки устанавливаются по всей площади, на кото-
рой могут располагаться рабочие места. Во многих странах принят норматив, по
которому пара розеток должна обслуживать зону не более 10 м2. Розетки могут
5.1. Структурированные кабельные системы 187
располагаться на стенах, в полу и других местах, по одиночке или группами, но
каждому рабочему месту выделяется своя пара гнезд (не менее): Одно из гнезд
каждого рабочего места должно соединяться с распределителем витой парой 100
или 120 Ом, другие могут соединяться витой парой или оптоволокном. К гнез-
дам с витой парой должны подходить кабели с двумя или четырьмя парами про-
водов, которые все должны быть подключены к контактам розетки. Если исполь-
зуются только две пары, это должно быть видно из маркировки розетки. Каждая
розетка должна иметь постоянную видимую маркировку. Устройства согласова-
ния импеданса или преобразователи типа кабеля (волновые адаптеры) должны
быть внешними по отношению к розетке.	t
Телекоммуникационные помещения ТС (telecommunication closet) служат для
размещения распределительных панелей и активного оборудования. Кроме того,
в них обеспечиваются непрерывная подача электропитания с необходимой мощ-
ностью, а также требуемые климатические условия (температура, влажность, за-
щищенность от пыли).
Аппаратные комнаты (equipment room) могут и не содержать распредели-
тельных панелей, в них устанавливают крупное оборудование — например, теле-
фонные станции (РВХ), серверы и т. п. В них могут устанавливаться и распреде-
лители одного и более уровней (например, CD/BD/FD).
Ввод в здание (building entrance facility) представляет собой место окончания
наружных кабелей кампусной магистрали и кабелей связи с внешними сетями
(например, телефонной). Здесь кабели наружного исполнения переходят в бо-
лее компактные внутренние распределительные кабели, отвечающие пожарным
нормам прокладки внутри помещения. По противопожарным нормам длина на-
ружных кабелей внутри помещения до точки окончания не должна превышать
15 м.
При разработке кабельной системы должны учитываться стандарты на допус-
тимый уровень электромагнитного излучения и чувствительности к помехам.
Кабельная сеть здания является пассивной и не тестируется на электромагнит-
ную совместимость отдельно от приложений. Требования к электромагнитной
совместимости устанавливаются отдельными стандартами.
Заземление (earthing) и соединение защитных экранирующих оболочек (bon-
ding) должны выполняться в соответствии с требованиями HD 384.5.54 и инст-
рукциями производителей активного оборудования.
Статья 6 (Implementation) описывает реализацию кабельной систему. При-
меняемые кабели и соединительная аппаратура должны соответствовать ст. 8 и
9. Для электрических линий применяют симметричные кабели 100 и 120 Ом
и соединительную аппаратуру категорий 3 (16 МГц), 4 (20 МГц) и 5 (100 МГц).
В 50173 категория 4 не рассматривается. В одной линии допускается смешива-
ние элементов разных категорий (но не импедансов), при этом класс линии счи-
тается соответствующим низшей используемой категории. В оптических линиях
смешивание волокон разных типов (диаметров) недопустимо.
Максимальные длины кабельных подсистем приведены на рис. 5.5. Здесь
приводятся механические длины кабелей (см. 3.1). Подразумевается, что для
многожильных электрических кабелей, используемых в коммутационных шну-
рах и проводах, погонное затухание и сопротивление постоянному току не превы-
шает соответствующих значений для одножильного стационарного кабеля более
188 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
чем на 50 %. При этом механической длине 10 м будет соответствовать электри-
ческая длина не более 15 м.’ Если применяемый мягкий кабель хуже, то макси-
мальная длина его должна быть пропорционально уменьшена. Суммарная дли-
на шнуров в горизонтальной подсистеме А+В+Е не должна превышать 10 м.
Длина коммутационных шнуров и перемычек (С и D) в домовых и кампусных
распределителях не должна превышать 20 м, длина сетевых кабелей (G и F), ис-
пользуемых для подключения оборудования в этих распределителях, не должна
превышать 30 м.
G^30m
F^30m
А+В+Е 10 М
Рис. 5.5. Ограничения на длины кабелей
Горизонтальные кабели по механической длине от розетки до распредели-
тельной панели не должны превышать 90 м для любой среды (даже для опти-
ки). Длина коммутационного шнура или провода не'должна превышать 5 м.
Остающиеся до 100 м «механические» 5 м («электрические» 7,5 м) распредели-'
, ются между длинами абонентских и сетевых шнуров. Модель горизонтальной
системы, используемая при измерении параметров, приведена на рис. 5.6. Мо-
дель определяет понятия канал (channel) и линия (link), к которым относятся
последующие таблицы требований. Медная линия включает в себя 3 (без точки
перехода) коннектора (рис. 5.6, а), при схеме непосредственного подключения
их становится 2 (рис. 5.6, б). Если имеется точка перехода ТР (добавляется еще
один коннектор), то параметры линии должны быть не хуже, чем для цельного
90-метрового кабеля. В 1999 году было введено понятие постоянная линия
(permanent link). Модель постоянной линии удобна для сдаточных испытаний,
проводимых инсталлятором кабельной сети. От базовой линии по TSB-67 (см.
ниже) постоянная линия отличается тем, что в нее не входйт испытательные
шнуры (их влияние должно быть исключено из результатов измерений).
Оптическая линия (рис. 5.6, в) включает два коннектора и два сплайса.
В горизонтальной системе альтернативой витой паре 100 Ом может быть ка-
бель с импедансом 120 или 150 Ом» Вместо волокна 62,5/125 мкм может приме-
няться волокно 50/125 мкм. Если кабели имеют экраны, см. статью 10.
Магистральные кабели не могут иметь более двух иерархических уровней
кроссировки. Это- требование ограничивает деградацию сигналов на соедините-
лях и упрощает администрирование. Возможны варианты и с одноуровневой
иерархией — если сеть охватывает лишь одно здание или этажные распределите-
ли непосредственно связаны с кампусным распределителем. В качестве магист-
ральных кабелей используется витая пара 100 Ом (как альтернатива — 120 Ом),
5.1. Структурированные кабельные системы	189
одномодовое или многомодовое оптоволокно (рекомендуется 62,5/125 мкм).
Максимальное расстояние от этажного распределителя до домового не дол-
жно превышать 500 м, а суммарное расстояние от этажного до кампусного
распределителя не должно превышать 2 км. Это требование дает большую
свободу маневра по сравнению с тем, что изображено на рис, 5.6 (и в стандар-
тах бывают неувязки). Ограничение в 2 км может преодолеваться применени-
ем одномодового волокна (с ним дистанция может достигать 60 км, но рассто-
яния более 3 км уже не рассматриваются данным стандартом). При любых
дистанциях ограничение в числе уровней иерархии магистрали (не более
двух) остается в силе.
Сетевой Коммутационный
кабель .шнур
________________________Горизонтальный
кабель -рр
Абонентский
шнур
ТО
Этажный
распределитель
Постоянная линия
(Permanent Link)
Линия (Link)
Канал (Chanriel)
а
Сетевой Ц.
кабель
Линия
Канал
Рис. 5.6. Модель горизонтальной системы: а — медная линия с кросс-коммутацией, б — медная
линия с непосредственным подключением, в — оптическая линия. 1 — распределительная
панель, 2 — коммутационная панель
Внешние сервисы (например, кабели от телефонных станций или антенн теле-
и радиоприема) могут вводиться в здания в точках', удаленных от распределите-
лей. При этом длина кабеля и его тип должны соответствовать нормативам, при-
нятым для данного типа сервиса.
Длина коммутационных шнуров и перемычек в домовых или кампусных рас-
пределителях не должна превышать 20 м, а сетевых кабелей — 30 м. В противном
случае превышение длины должно вычитаться из допустимых дистанций магист-
рали.
190 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Максимальные расстояния применимы не для всех сочетаний среды передачи
и приложений. Ограничения в 500 и 1500 м на длину магистральных кабелей
для сетевых технологий подразумевают применение оптоволокна, медные кабе-
ли такой длины применимы только дДя телефонии.
ПРИМЕЧАНИЕ-— ------------------------— -------------------------------
Для технологии Gigabit Ethernet lOOOBaseSX, появившейся через три года после приня-
тия стандарта, такие расстояния допустимы и не со всяким многомодовым кабелем (см.
табл. 4.2 на стр. 172).
Статья 7 (Link specifications) определяет требования к пропускной способ-
ности линий. Параметры измеряются между интерфейсными' точками — теле-
коммуникационной розеткой и розеткой подключения оборудования (см.
рис. 5.6). Абонентские и сетевые шнуры в линию не входят, коммутационный
шнур (если используется кросс-коммутация) в линию входит. Затухание, пере-
крестные наводки и другие свойства тестовых шнуров при проведении измере-
ний должны учитываться и не включаться в параметры линии.
Приложения кабельной системы делятся на 5 классов. Для электрической пе-
редачи класс (A...D) растет в соответствии с требованиями к полосе пропуска-
ния. Для оптики выделен отдельный класс. В соответствии с этим классифици-
руются и линии (табл. 5.3).
Таблица 5.3. Классификация приложений и линий
Класс линии	Полосу, МГц	Приложения
А	До 0,1	Аналоговая телефония и передача данных с низкой скоростью
В	До 1	Передача данных со средней скоростью
С	До 16	Передача данных с высокой скоростью
D	До 100	Передача данных с очень (!) высокой скоростью
Оптический	От 10	Передача данных (скорость неограничеца, как считали в 1995 г.)
Приложения классов A~D могут работать на линиях соответствующих или
более высоких классов. Линии классов С и D получаются из компонентов кате-
горий 3 и 5 соответственно. В оптическом классе определяются требования для
одномодовых и многомодовых линий.
Кабели смежных подсистем Могут объединяться в длинные каналы, свойства
которых будут, естественно, хуже, чем для отдельных составляющих. Максималь-
но достижимая длина каналов для различных классов и типов среды передачи
приведена в табл. 5.4. Подразумевается, что среда передачи отвечает минималь-
ным требованиям статьи 8; если компоненты имеют лучшие' характеристики, то
достижима и большая длина. Для медных кабелей здесь учитываются затухание
и перекрестные помехи, для оптических — затухание и полоса пропускания. Та-
кие параметры, как задержка распространения и перекос для ряда технологий
могут поставить более жесткие ограничения.
Требования к линиям на витой паре (экранированной и неэкранированной)
задаются для дискретного ряда частот рабочего диапазона. Таблицы значений
построены на основе требований поддерживаемых приложений, приведенных в
5.1. Структурированные кабельные системы	191
приложении G (lOOBaseTX, принятого в том же 1995 году, там еще нет, но его
физический уровень совпадает с TP-PMD). '; ; / ,	। .	1
Таблиц 5.4. Достижимая длина каналов
Среда	Длина канала для класса соединения, м				
	А	в	с	D	Оптический
Витая пара категории 3	2000	200	1001	-	-
Витая пара категории 4 *	3000*	600'	150?*	-	-
Витая пара категории 5	.зооо	260 (700')	1602	1001	-
Витая пара 150 Ом	3000	400 (1000')	2502	1502	-
Многомодовое волокно	-	-	-	-	2000
Одномодовое волокно	-	-	-	-	ЗООО3
* Нет в EN 50173.	'	'
1 Длина 100 м включает 90 м стационарного одножильного кабеля и 10 м на шнуры
2 Длина более 100 м должна согласовываться с требованиями стандартов на приложения
3 Длина более 3000 м достижима, но выходит за рамки действия стандарта
Параметры линий на витой паре:
 Характеристический импеданс на частоте от 1 МГц до высшей частоты
класса — 100, 120 или 150 Ом с отклонением не более ±15%.
я Возвратные потери при согласованной, нагрузке — согласно табл. 5.5..
В Затухание Att — согласно табл. 5.6. "Перекрестные помехи на ближнем
конце NEXT — согласно Табл. 5.7. При измерении NEXT коннекторы обо-
рудования в схему не входят, в некоторых случаях из-за них может потре-
боваться ужесточение требований к линии.
Ж Отношение затухания к перекрестным помехам ACR — согласно табл. 5.8.
При подсчете ACR всего карала, включая шнуры оборудования и абонент-
ские шнуры, результирующее значение ACR уменьшится не более чем на
величину затухания В этих шнура£'Для класса D требования по ACR мо-
гут повысить требования, к затуханию и NEXT.
.• Сопротивление петли на постоянном токе — согласно табл. 5.9.
ж Задержка, распространения сигнала — согласно табл. 5.10 (входит в, EN
50173 и более поздние версии ISO 11801).
Таблица 5.5. Минимальное значение возвратных потерь RL в линии
Диапазон частот, МГц	Класс линии	
	С	D
l:gf<10	15 (IB1) (ffs)	15 (18’) (ffs)
to<;f<i6	15 (ffs)	15 (ffs)
16<f<20	-	15 (ffs)
20<f<100	-	10 (ffs)
1 Значения изг EN 50173.
192	Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
 Ослабление действия продольной помехи (мера сбалансированности кабе-
ля) LCL — согласно т^й. 5.11 (вхрйит а 1ф 50173 и более поздние версии
ISO 11801).	<
ж Переходное сопротивление экрана — методика измерения не проработана,
см. статью 10 (входит в EN 50173 и более поздние версии ISO 11801).
Таблица 5.6. Максимальное значение затухания Att в линии
Частота, МГц	Класс Линии			
	А	в	с	о
0,1	'16	5,5	- .	-
1,0	-	15 (5,8’)	3,7	2,5
4,0	-	-	6,6	4,8
10,0	-	-	10,75 (10,7!)	7,5
16,0	-		14	9,4
20,0	-	-	-	10,5-
31,25	-	-	-	13,1
62,5	-	-	-	18,4
100,0	-	-	-	23,2
1 Значения из EN 50173.
Таблица 5.7. Минимальные значения ослабления перекрестных помех NEXT в линии
Частота, МГц	Класс линии			
	А	в	с	О
0,1	27	48 (401)	-	-
1,0	-	И (251)	30	54
4,0	-	-	29	45
10,0	-	-	23 j	39
16,0	-	-	19	36
20,0	-	-	-	34,5 (35’>
31,25 .		-	-	31,5 (32>)
62,5	—	-	-	27
100,0	-	-	-	24
1 Значения из EN 50173.
Таблица 5.8. Минимальные значения ACR в линии
Частота, МГц	Класс D
0,1 .	-
1,0	-
4,0	40	•
5.1. Структурированные кабельные системы 193
Частота, МГц	Класс D
10,0	35
16,0	30
20,0.	28
31,25 '	23
62,5	13 ,
100,0	4
Таблица 5.9. Максимальное сопротивление линии постоянному току
Класс линии	А	В	С	D
Сопротивление, Ом	560	170	40	40
Таблица 5.10. Максимальная задержка распрдстранения сигнала в линии
Класс линии	Частота измерения, МГц	Задержка, мкс
А	0,01	20,0
В	1	5,0
С	10	1,0 (0,9’)
D	36	1,0 (0,9’)
1 Значения из EN 50173.
Таблица 5.11. Минимальное ослабление продольной помехи в линии
Частота, МГц	Класс линии	/			
	А	в	с	D
0,1	30	45	35	40
i,0	-	20	30	'	'	40	•
, 4,0	-	-	(ft)	(ffs)
10,0 ,	-		25	30	!
16,0	-	—	(ffs)	(ffs)
20,0	-	-	(ffs)	(ffs)
100,0	-		-	23,2 (ffs)
Параметры оптических линий определяются для ситуации, когда по волокну
передается сигнал на одной длине волны в одном окне прозрачности* Мульти-
плексирование сигналов с разными длинами волн особых требований к линиям
не предъявляет. Параметры оптических линий определяются отдельно для SM и
ММ-волокон.	' ,
ж Затухание сигнала ограничивается согласно табл. 5.12. Кроме того; затуха-
, ние на рабочей длине волны любой линии, возможно, распространяющей-
ся на несколько подсистем (например, горизонтальная плюс магист-
ральная), не должно превышать 11 дБ. Окна прозрачности и спектральная
ширина источника при измерениях должны соответствовать табл. 5.13.
194	Глава S. Кабельные системы локальных сетей
' 1
Полоса пропускания многомодового волокна, ограниченная модовой дис-
персией, не должна быть уже 100 МГц для волны 850 нм и 250 МГц для
волны 1300 нм.
Ослабление отраженного сигнала для SM-линии должно быть не менее
26 дБ, для ММ-линии — не менее 20 дБ.
ж Максимальная задержка распространения сигнала стандартом не оговари-
вается, но может ограничиваться требованиями приложений. В 11801 для
горизонтальной системы задержка не должна превышать 1,5 мкс. ‘
Таблица 5.12. Максимальное затухание в оптической линии
Подсистема	Длина Линии, м	Одномодовый1		Многомодовый	
		1300	1550	850	1300
Горизонтальная	90 1002	2,2	2,2 ,	2,5	2,2; 2,32
Магистраль здания	500	2,7	2,7	3,9; 3,82	2,6; 2,82 ‘
Магистраль кампуса	1500	3,6'	3,6	7,4	3,6; 4,42 ‘
1 В 11801 требования не определены.
2 Значения из ISO 11801.
Таблица 5.13. Окна прозрачности и спектральная ширина источника
Волокно	Длина волны, нм			
	Минимум	Номинал	Максимум	Максимальная спектральная ширина
Многомодовое	790	850	910	50
Многомодовое	1285	1300	1330	150
Одномодовое	1288	1310	1339	10
Одномодовое	1525	1550	1575	10
Статья 8 (Cable requirements) определяет требования к используемым кабе-
лям в плане конструктивных характеристик и пропускной способности.
Конструктивные требования для симметричных электрических кабелей:
9	Диаметр проводника — 0,4-0,6 мм (включая и 0,35 и 0,649 мм), правда,
диаметр менее 0,5 мм совместим не со всякой соединительной аппарату-
рой.
в Диаметр проводника в изоляции — не более 1,4 мм (в EN 50173 — 1,6 мм)
для кабеля 100 и 120 Ом, не более 2,6 мм для 150 Ом (диаметр более 1,4
мм совместим не со всякой соединительной аппаратурой).
&	Максимальный внешний диаметр кабеля 100 и 120 Ом магистрального —
90 мм, горизонтального — 20 мм, STP 150 Ом — И мм (в EN 50173 жест-
ких требований нет)..
&	Количество кабельных элементов в кабельной единице — не менее двух
пар или одной четверки для горизонтальных кабелей (в EN 50173 — для
всех) и не менее четырех пар или двух четверок — для магистральных.
5.1. Структурированные кабельные системы 195
w Количество кабельных единиц в кабеле — не менее 1.
 ‘ Экранирование элементов и единиц — не обязательно, см. ст. 10.
Ж Диапазон температур при инсталляции — 0...+50 °C.
ж Диапазон температур при эксплуатации — -20...+60 °C.
ж Минимальный радиус изгиба при протягивании — 6 диаметров кабеля для
магистральных 100 и 120 Ом, 4 диаметра — для горизонтальных 100 и
120. Ом и 7,5 см для STP 150 Ом (в EN 50173 — 8 диаметров для любых ка-
белей).
Ж Усилие при протягивании — согласно спецификации производителя.
Ж Пожаробезопасность — согласно местным правилам инсталляции.
Электрические требования зависят от импеданса и категории кабеля. Стан-
дарт 11801 рассматривает кабели категорий 3,4 и 5 с импедансом 100 и 120 Ом и
150 Ом (к последним категории не применяются); в EN 50173 остались только
100 Ом категории 3, 100 Ом категории 5, 120 Ом категории 5 и 150 Ом, ими и
ограничимся (табл. 5.14).
Таблица 5.14. Требования к электрическим характеристикам симметричных кабелей
Параметр	Единица измерения	Тип кабеля			
		100 Ом кат. 3	100 Ом кат. 5	120 0м ' кат. 5	150 ом
Импеданс на частотах от 1 МГц до границы диапазона1	Ом	100±15	100±15	120±15	150±15
Максимальное сопро- тивление петли постоянному току	Ом/ЮО м	19,2s			123
Максимальный дисба- ланс сопротивлений	%	3	3	3 .	4
Минимальная скорость распространения сигнала	с (скорость света в вакууме) ,	на 1 МГц, 0,6 с на 10 МГц	0,65 с на частотах 1, 10 и 100 МГц4		
' Максимальный дисба- ланс емкости пар отно- сительно земли на частоте 0,8 или 1 кГц	пФ/км, пФ/100 м \	3400 пФ/км5			100 пФ/ 100 м
Максимальное переда- точное сопротивление экрана на частоте 10 МГц	мОм/м	100			
Минимальное сопро-, , тивление изоляции на постоянном токе	МОмхкм	150			10001’
Диэлектрическая прочность изоляции	кВ постоянного/ переменного тока	1/0,7 в течение 1 минуты или 2,5/1,7 в течение 2 с7			
Продолжение &
196 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Продолжение ’Ъ
Параметра	Единица < измерения	' •	’5 Типкабеля			
		100 Ом кат. 3	100 Ом кат. 5	120 Ом кат. 5	150 ом
Затухание сигнала	дБ, не более	в соответствии с табл. 5.15 или 5.17			
Перекрестные помехи	дБ, не менее	в соответствии с табл. 5.16 или 5.17			
1	На частоте 64 кГц для кабелей 160 и 120 Ом импеданс может иметь большее значение.
2	Если остальные характеристики укладываются в допуски, то сопротивление может до-
стигать и 30 Ом; EN 50173 допускает 30 Ом при любых условиях.
3	В EN 50173 - 30 Ом.
4	В EN 50173 для категории 5 и 150 Ом допускается скорость 0,6 с На частоте 1 МГц.
5	В ЕН 50173 - 1600 пФ/км.
6	В EN 50173 - 150 МОмхкм.
7	В EN 50173 — 0,75/0,5 в течение 1 минуты.
Таблица 5«15. Максимальное погонное затухание установленного кабеля, дБ/100 м
Частота, МГц	Тип кабеля				
	Кат. 3	100 Ом кат. 5	120 Ом кат. 51	120 Ом кат. 52	150ОМ
0,064	0,9	0,8	0,8	0,8	(ffe)  .
0,256	1,3	1,1	1,1	- 1,1	(fe)
0,512	1,8	, 1,5	1,5	1,5	(ffs)
0,772	2,2	1,8	1,5	1,8	(ffs)
1,0	2,6	2,1	1,8	2,0	1,2
4,0	5,6	4,3	3,6	3,8	2,2
10,0	9,8	6,6	5,2	5,7	3,5
16,0	‘ 13,1	8,2 >	6,2	7,1	4,4
20,0	-	9,2	7,0	8,0	,4,9
31,25		11,8	8,8	10,0	6,9
62,5	-	17,1	12,5	15,0	9,8
100,0	-	22,0	17,0	19,0	12,3
!
1 Значения из ISO 11801.
2 Значения из EN 50173.
Требования Att, NEXT и ACR указаны для дискретных частот. Промежуточ-
ные значения параметра ддя любой частоты получаются линейной интерполяци-
ей ближайших значений по полулогарифмической (NEXT) или логарифмиче-
ской (Att) шкале.
Дополнительные требования к перекрестным наводкам предъявляются в слу-
чае, если в кабеле сигнал передается одновременно по нескольким парам (напри-
мер, в 100BaseT4, 1000BaseTX). Это же относится и к многопарным кабелям, об-
служивающим несколько абонентских розеток с однотипными или различными
5.1. Структурированные кабельные системы 197
приложениями. В этом случае для определения NEXT используется суммирова-
ние мощности от всех > воздействующих пар (критерий- PowerSum, см. п. 3.1).
Для многопарных кабелей параметр NEXT должен быть лучше приведенных в
табл. 5.16 на величину ANEXT:
ANEXT= 6 + 101g(n+l),
где п -<• число кабельных единиц (пар), примыкающих к той кабельной единице,
для которой определяют NEXT. Здесь учитывается максимальное различие на
6 дБ в мощности сигнала, передаваемого различными приложениями (приложе-
ния с большим различием мощности в кабеле с общей оболочкой не поддержи-
ваются).	'	,
Таблица 5.16. Минимальные значения NEXT и ACR установленного кабеля (100 м)
Частота, МГц	Тип кабеля				
	100 Ом кат. 3	100 или 120 Ом кат. 5		150 Ом	
	NEXT, дБ	NEXT, дБ	ACR, дБ	NEXT, дБ	ACR, дБ
0,772’	/ 43	64	62,2		62,2
1,0	41	62	59,9	ffs	59,9
4,0	32	53	48,7	58	48,7
10,0	26	47	40,4	53	40,4
16,0	23	44	35,8	50	35,8
20,0	-	42	32,8	49	32,8 ’
31,25	-	40	28,2	-	46	28,2
62,5	-	35	17,9	41	17,9
100,0	—	32	10,0	38	10,0
Таблица 5.17. Альтернативные ограничения на Att и NEXT установленного кабеля (100 м)
Частота, МГц	Max Att, дБ „	Min NEXT, дБ
20,0 ' J	8,0	41
31,25	10,3	39
62,5	15,0	,	33 '
100,0	19,0	29
Требования к многомодовому оптоволокну:
и Номинальный диаметр 62,5/125 или 50/125 мкм с градиентным показате-
лем преломления.
В Максимальное погонное затухание при +20° С — 3,5 дБ/км для волны
850 нм, 1,0 дБ/км для 1300 нм.
• ' Минимальная полоса пропускания при +20° С — 200 дБхкм для волны
850 нм-, 500 дБхкм для 1300 нм. v
198 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Требования к одномодовому оптоволокну:
Л. Максимальное погонное затухание приs+20 °C — дБ/км для волны
1310 и 1550 нм.
№ Пороговая длина волны — не более 1280 нм.
Статья 9 (Connecting hardware requirements) посвящена соединительной ап-
паратуре — средствам соединения двух кабелей или кабельных элементов. Пара-
метры коннекторов измеряются в соединенном состоянии. Подразумевается, что
значения этих параметров измеряются производителем (при +20 °C) и при уста-
новке согласно инструкции значительно не изменяются.
Соединительная аппаратура устанавливается в распределителях (кампусном,
домовом, этажном), в точках переходов горизонтальных кабелей и в абонентских
розетках. Аппаратура должна предоставлять:
№ Средства соединения кабелей с кроссировочными шнурами и шнурами
абонентской и коммуникационной аппаратуры.
№ Средства идентификации кабелей для инсталляции и администрирования.
« Средства организации (укладки и закрепления) кабелей (cable manage-
ment).
ж Защиту от физических повреждений.	1
® Достаточную плотность оконцовки кабелей не в ущерб удобству инсталля-
ции.
ж Средства соединения экранов и заземления (если используются).
Соединительная аппаратура должна работать в диапазоне температур -10...
+60 °C. От прямого воздействия влаги и других коррозионных воздействий ее
защищают установкой внутри помещений или в подходящие защитные кожухи
(коробки, шкафы). Соединители монтируются на стенах, в стенах, в ртойках
и т. п.
Коммутационные шнуры и перемычки должны соответствовать ограничениям
на длину согласно ст. 5. Для них должен применяться кабель, оговоренный в
приложении С.
Соединительная аппаратура должна как можно меньше ухудшать условия пе-
редачи сигналов и эффективность экранирования. При установке соединитель-
ной аппаратуры должно быть обеспечено удобство монтажа и администрирова-
ния. кабели нужно защищать от резких изгибов, растяжений, передавливания.
При монтаже необходимо предусмотреть место для установки коммуникацион-
ного оборудования, в этом случае удобен монтаж в стойках и шкафах.
Маркировка обязательна, она может быть цветовой и/или алфавитно-цифро-
вой. Если используются похожие по виду кабели с разными свойствами (напри-
мер, витая пара 100 и 120 Ом или волокно 62,5 и 50 мкм), маркировка должна
обеспечивать их безошибочную идентификацию.
Соединительная аппаратура для симметричного кабеля 100 и 120 Ом должна
обеспечивать оконцовку по методу IDC (контакт сквозь изоляцию); для соеди-
нений, использующих экранированный кабель, должны выполняться требова-
ния ст. 10. Коннекторы должны иметь видимую маркировку категории пропуск-
5,1. Структурированные кабельные системы 199
ной способности. Они должны обеспечивать оконцовку одножильного кабеля с
диаметром жил проводников 0,5-0,65 мм, коннекторы для кроссировочных про-
водов и шнуров должны поддерживать и многожильный провод. Диаметр изоля-
ции проводника 0,7-1,4 мм (для модульных вилок диапазон 0,8-1,0 мм). Число
контактов — 8 для абонентских розеток и не менее 2и (п=1, 2, 3.;.) для других
коннекторов. Механическая прочность должна обеспечивать не менее 200 цик-
лов оконцовки проводников, для разъемных соединений не менее 750 циклов со-
единений. Каждый горизонтальный кабель 100 или 120 Ом должен оканчивать-
ся модульной 8-контактной телекоммуникационной розеткой с расположением
пар проводов, указанным на рис. 5.7, Нумерация пар стандартом не оговаривает-
ся. Если используется двухпарный кабель, по умолчанию задействуются пары на
контактах 4—5 и 3—6. Иная раскладка двухпарного кабеля должна быть явно
промаркирована. -
Рис. 5.7. Раскладка пар на модульном соединителе
Соединительная аппаратура для симметричного кабеля 150 Ом отличается
большим диаметром изоляции проводника — 1,1-1,9 мм, число контактов для
абонентский розеток — 4. Тип коннектора соответствует стандарту, введенному
IBM для сетей Tokeh Ring.
Электрические характеристики коннекторов йри +20 °C должны соответство-
вать табл. 5.18. При оконцовке кабеля защитный чулок снимается на минималь-
йо необходимую длину, лишние Кончики проводов подрезаются. Расплетение
Пары категории 5 допускается не более чем на 13 мм.
Для соединительной аппаратуры, ’ реализующей бесшнуровую коммутацию,
электрические параметры должны быть Не хуже, чем у пары коннекторов и шну-
ра длиной 5 м соответствующей категории.
Соединительная аппаратура для оптоволокна должна иметь корректную мар-
кировку (Например, цветовую) по типам волокна. Эта маркировка не заменяет
идентификационную маркировку, необходимую для администрирования. Харак-
теристики коннекторов:
М Номинальный диаметр оболочки — 125 мкм.
Максимальное Затухание — 0,3 дБ для сплайсов, "0,5 дБ для остальных ти-
пов (0,5 — среднее значение, максимум 0,75 дБ).
в Минимальное ослабленйе отраженного сигнала. — 20 дБ для ММ, 26 дБ
для SM.	. '	\/
№ Количество циклов соединений — не менее 500.
200 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Таблица 5.18. Электрические характеристику Соединительной аппаратуры
Частота,' МГц	100 и 120 Ом кат. 3	100 и 120 Ом кат. 5 '	150 Ом
Максимальное затухание, дБ			
1,0	0.2	0,1	0,05
4,0	0,2	0,1	0,05.
10,0	•	0,2	0,1	о,1
16,0	0,2	0,2.	0,15
20,0	-	0,2	0,15
31,25	-	0,2	0,15
62,5	-	0,3	0,2
100	-	0,4	0,25
Минимальное ослабление перекрестных помех, дБ			
1,0	58	65	>65	. •
4,0	46	65	>65
10,0	38 •	60	>65
16,0	34	56	62,4
20,0	-	54	60,5
31,25	-	50	56,6
62,5	-	44	56,6.	, .	. л',
100	-	40	46,5	.	>	,
Минимальное ослабление отраженного сигнала, дБ	-			
1,0 </< 20	-	23	н/ст
20 </<100	-	14	н/ст
Максимальное сопротивление постоянному току, мОм	. \			
0	300		* Н/ст • 	1 <  ;'
Максимальное переходное сопротивление экрана, мОм	’ ' ' ' ' '			
1	100	 С		
10	200		
100	Пока не стандартизовано		
Телекоммуникационные розетки для новых инсталляций — типа дуплексных, SC
(SC-D). В сетях с уже существующими разъемами BFOC/2,5 (ST) они могут быть
оставлены. Рекомендации по поляризации розеток приведены в. приложении II,
Статья 10 (Shielding practice, в EN 50173 ст. 9 называется Screening practice^
дает общие указания пр экранированию и заземлению, если применяемые кабе-
ли имеют общий экран или экранированные элементы. Непрерывность экрана
должна обеспечиваться по всей длине канала, включая абонентские, номыутаци-
онные и шнуры подключения коммуникационного оборудования. Соединитель-
ная аппаратура не должна ухудшать эффективность экранирования.
Все экраны должны соединяться в каждом телекоммуникационном помещег
нии ТС. Обычно для этого используются металлические каркасы шкафов и стоек.
Все металлические части должны соединяться с проводом заземления. Этот про.-
5.1. Структурированные кабельныесистемы 201
вод рекомендуется соединять е заземлителем, используемым для силового элек-
тропитания здания. Разность потенциалов заземления по всему зданию не долж-
на превышать 1 В. Если этого не удается достичь, рекомендуется применять
оптику.
Статья 11 (Administration) дает краткие указания по администрированию ка-
бельной системы, без которого теряется гибкость универсальной прокладки. Все
элементы должны быть промаркированы и зарегистрированы, все изменения
должны отражаться в документации. Рекомендуется электронная форма ведения
административных документов.
Все элементы кабельной системы, а также трассы прокладки кабелей должны
быть идентифицируемы. Каждый кабель, распределитель и точка оконцовки
должна иметь собственный идентификатор. Каждая модульная телекоммуника-
ционная розетка должна иметь маркировку, определяющую значение импеданса,
категории и задействованных пар контактов. Каждый кабель Должен быть про-
маркирован с обоих концов.
Документация на кабельную систему должна содержать схемы расположения
кабельных трасс, розеток и распределителей с обозначенными идентификатора-
ми. В документации должны храниться и ссылки на результаты тестирования
линий. Документация должна соответствовать состоянию кабельной системы на
текущий момент.
Стандарт содержит и 9 приложений (Annex A...Annex J).
Приложения А и В содержит сведения о методике измерения параметров ли-
нии (link performance test procedure). Эти методики реализованы в современных
кабельных тестерах. Параметры, тестируемые при различных испытаниях, при-
ведены в табл. 5.19. Здесь также приводятся методики тестирования параметров
соединителей для симметричного электрического кабеля (transmission testing of
connecting hardware for balanced cabling), адресуемые производителям компонентов.
Приложение С (Requirements for flexible 100 fl, 120 fl and 150 fl balanced cab-
les) определяет свойства многожильного (гибкого) симметричного кабеля, при-
меняемого для коммутационных, абонентских и шнуров оборудования. У этого
кабеля погонное затухание, электрическое сопротивление и «электрическая»
длина не должны превышать те же параметры одножильного кабеля более чем
на 50 %. Если «электрическая» длина оказывается большей, то необходимо со-
кратить допустимую «механическую» длину. Для кабелей 150 Ом указываются
механические и электрические параметры (в EN 50173 их нет): диаметр провод-
ника 0,46-0,52 мм (в изоляции не более !,9 мм), диаметр кабеля не более 9,5 мм,
NEXT для 100 м кабеля на частоте 100 МГц — 32,5 дБ.
Приложение D (Topology)_ кратко описывает основные топологий сетей
(шина, кольцо, звезда, дерево, сетка), в нем приводятся примеры приложений
кабельной системы с разным типом топологий и показывается, как они ложатся1
на структуру, описанную в ст. 5.
Приложение Е (Acronyms for balanced cables) уточняет терминологию по от-
ношению к экранированию (в EN 50173 этого приложения нет). Здесь подчер-
кивается, что название STP Относится к кабелям, у которых каждый элемент
(пара или четверка проводов) имеет отдельный экран. Название UTP относится к
кабелям без экранирования отдельных элементов, общий экран при этом может
быть (такие кабели могут также называться S/UTP или FTP), а может и не быть.
202 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Таблица 5.19. Параметры тестирования кабельных соединений
Параметр	Тест на пригодность	Поиск неисправностей	/ Тест на соответствие
Электрическая линия			
Импеданс	1	>	(+)
Задержка распространения			4-
Сопротивление постоянному току			4-
NEXT		4-	4-
Att		4-	4-
RL			4-
Сопротивление экрана		+	
Эхо-отражение		4-	
Целостность провод- ников, экрана, корот- кие замыкания и обрывы	4-	4-	
Оптоволоконная линия			
Модовая полоса про- пускания (для ММ)			4-
Задержка распространения		+ 1	4-
Оптическое затухание	4-	4-	4-
Возвратные потери	4-	4-	4-
Приложение F (Tutorial on link performance) содержит краткие сведения
о передаче сигнала по симметричному кабелю (см. 3.1) и по оптоволокну
(см. 4.1-4.4). Здесь подчеркивается роль сбалансированности кабеля (а также
передатчиков и приемников сигнала) в обеспечении устойчивости соединения к
внешним помехам и минимизации электромагнитного излучения. Дается объяс-
нение происхождения требований к линиям различных классов:
ж Класс А определялся для классической (аналоговой) телефонии.
ж Класс В рассчитывался на основе рекомендаций ITU-T 1.430 (ISDN).
ж Класс С определялся из спецификации ЮВазеТ, приведенной к длине
95 м для исключения из рассмотрения соединительных шнуров.
• Класс D определялся из спецификации FDDI для передачи по витой паре
(TP-PMD), приведенной к длине 95 м (ЮОВазеТХ тогда еще не был рас-
пространен).
Приложение (Supported applications) содержит перечень приложений,
поддерживаемых универсальной.кабельной системой. Список приложений,-при-
веденных в табл. 5.20, не является исчерпывающим — на универсальной кабель-
ной системе могут работать и другие приложения. Здесь же приводятся сведения
по совместимости приложений с конкретной средой передачи (более подробно
их можно найти в гл. 3 и 4). На момент принятия кабельного стандарта многие
5.1. Структурированные кабельные системы 203
приложения на 100 Мбит/с (например, Fast Ethernet) находились еще в стадии
обсуждения, но ЮОВазеТХ можно считать эквивалентом TP-PMD (использует-
ся тот же физический уровень).
Таблица 5.20. Приложения, поддерживаемые универсальной кабельной системой
Метод	Источник	Дополнительное название	Число пар/ волокон
Класс А (до 100 кГц)			
РВХ	Национальные стандарты на телефонию		1 или 2
Х.21	ITU-T Rec.X.21:1984		2
V.11	ITU-T Rec.V.l 1:1984		2
Класс В (до 1 МГц)			
SO-Bus (extended)	ITU-T Rec.I.430:1988	ISDN Basic Access (Physical Layer)	от 2 до 4’
SO point-to-point	ITU-T Rec.I.430:1988 ’	ISDN Basic Access (Physical Layer)	от 2 до 41
S1/S2	ITU-T Rec.I.431:1988	ISDN Primary rate access	2
CSMA/CD lBase5	ISO/IEC 8802-3:1993		2
Класс С (до 16 МГц)			
CSMA/CD 10Base5	ISO/lEC 88'02-3:1993		2
Token Ring 4 Мбит/с	ISO/IEC 8802-5:1995		2
Token. Ring 16 Мбит/с2	ISO/IEC 8802-5:1995		2
Класс D (до 16 МГц)			
Token Ring 16 Мбит/с	ISO/IEC 8802-5:1992		2
ATM (TP)	. ITU-T, ATM’-Forum	B-ISDN	2
TP-PMD	ISO/IEC CD 9314-X:19xx	Twisted Pair Physical Medium Dependent	2
Оптический класс			
CSMA/CD FOIRL	ISO/IEC 8802-3:1993	Fiber optic inter-repeater link	2
CSMA/CD lOBase-F	ISO/IEC 8802-3: AM 14:1995		2
Token Ring	ISO/IEC TR 11802-4:1994 '	Fibre optic station attachment	2
FDDI	EN ISO/IEC 9314-3:1995	Fibre Distributed Data Interface	2
SM FDDI	ISO/IEC CD 9314-4:1995	Singlemode FDDI	2
HIPPI-PH	ISO/IEC 11518-1:1995	High Perfcjmance Parallel Interface (Physical Layer specification)	2
LCF FDDI	ISO/IEC CD 9314-9:1995	Low cost fibre FDDI	2
FC-PH	ISO/IEC CD 14165-1:1994: Fibre Channel (physical Layer specificatin)		2
ATM	ITU-T Rec. 1432:1992	B-ISDN	2
1 Третья и четвертая пары предназначены для дополнительных линий питания.
2 Для поддержки линии должны иметь запас по ACR на 6 дБ по сравнению с требования-
• ми статьи 7. Пассивные хабы не поддерживаются.
204 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Рис. 5.8. Ориентация дуплексных и симплексных коннекторов на панелях и абонентских
розетках: а — общий вид соединения, б — варианты расположения розеток
(вид со стороны пользователя)
Приложение Н (Optical fiber connectivity planning guide) дает рекомендации по
планированию оптических соединений. Поскольку конструкция одномодовых и
многомодовых коннекторов не препятствует их перекрестному использованию, на-
стоятельно рекомендуется использовать цветовую маркировку типов шнуров и кон-
некторов. Для обеспечения гибкости коммутации рекомендуется на распределитель-
ных панелях устанавливать симплексные коннекторы. Для облегчения подключе-
ния пользователей в абонентских розетках рекомендуются дуплексные коннекторы
или установку симплексных розеток таким образом, чтобы к ним можно было при-
соединять дуплексные коннекторы. Поляризация пары коннекторов обеспечивает-
ся с помощью их маркировки символами «А» и «В» и с помощью расположения
ключей (см. рис. 5.8). Общее правило — при соединении двух кабелей коннектор
«А» одного кабеля должен соединяться с коннектором «В» другого кабеля.
Приложение J (Bibliography) содержит список документов, большинство цз
которых описывает поддерживаемые приложения.
К стандарту ISO 11801 имеются дополнения, перекликающиеся с дополнени-
ями к TIA/EIA 568А (см. ниже).
ISO/IEC JTC 1/SC 25 N 487 (PDAM 3) — дополнение к ISO 11801, „уточняю-
щее требования к линиям класса D (является обязательным для новых инстал-
ляций). Здесь задаются требования по минимальным значениям ELFEXT и RL
для канала, а также требования к задержкам распространения и их перекосу (как
в TIA/EIA-568-A-1).
ISO/IEC IS11801 АМ2-1999 — новейшие дополнения к стандарту. Здесь вводит-
ся понятие постоянной линии (permanent link), уточняются требования к парамет-
рам. Требования к каналу класса D ужесточились и приблизились к категории Зе.
Второе издание стандарта ISO/IEC 11801 2nd Edition-2000, которое должно выйти
в 2000 году, вберет в себя дополнение АМ2-1999, а также введет классы Е и F.
5.1.2. Стандарт EIA/TIA-568-A
EIA/TIA-568-A Commercial Building Telecommunications Cabling Standard явля-
ется американским стандартом на телекоммуникационную проводку коммерче-
ских зданий. Он был принят в 1995 году до стандартов 11801 и 50173, которые
имеют с ним много общего. Область действия аналогична — протяженность ли,-
5.1. Структурированные кабельные системы 205
нии до 3 км, охватываемая площадь до 1 000 000 м2, население до 50 000 человек.
Подходы к построению кабельной системы также совпадают, но имеются разли-
чия в терминологии — одни и те же понятия называют несколько по-разному,
параллели этих понятий прйведены в табл. 5.21. Различия в названиях распреде-
лительных пунктов с точки зрения структуры кабельной системы несуществен-
ны, поскольку везде предполагается не более чем трехуровневая иерархия. Однако
в 568-А названия «главный», «промежуточный» и «горизонтальный» позволяют
обойтись без оговорок, сделанных в 11801 и 50173 по поводу вариантов построе-
ния большой сети в пределах одного большого здания.
Таблица 5.21. Соотношение Элементов стандартов на СКС
Элемент СКС	EIA/TIA-568-A	ISO 11801,	50173
Кросс, или распределитель — место оконцовки стационарных кабелей, по- зволяющее их соединять между собой и с коммуникационным оборудованием с помощью сетевых и коммутационных шнуров или перемычек	Cross-connect	Distributor
Главный кросс, кампусный распределитель	,	МС (Main Cross-connect)	CD (Campus Distributor)
Промежуточный кросс, домовой распределитель	IC (Intermediate Cross- connect)	BD (Building Distributor)
Горизонтальный кросс. этажный распределитель	НС (Horizontal Cross- connect)	FD (Floor Distributor)
Телекоммуникационная розетка	TO (Telecommuni- cation Outlet)	TO (Telecommuni- cation Outlet)
Переходный пункт — место соединения двух частей горизонтального кабеля,, (например, многопарный — 4-парный; круглый — плоский подковерный)	TI* (Transition Point)	TP (Transition Point) K.
Полоса рабочих частот проводки: до 16 МГц, до 20 МГц, до 100 МГц	i	Category 3 Category 4 Category 5	Class C Class D
Применимые кабели	Витаяпара (UTP) 100 Ом. STP 150 Ом. Коаксиал 50 Ом. SM-волокно. ММ-волокно 62,5/125	Витая пара 100 Ом. Витая пара 120 Ом. STP 150 Ом. SM-волокно. ММ-волокно 62,5/125. ММ-волокно 50/125
Ограничения на длину горизонтальных линий те же (90+10 м), ограничения
на длину магистралей иллюстрируют рис. 5.9 и табл. 5.22. Длина сегмента С мо-
жет быть увеличена, если длина В меньше максимальной, но превышение сум-
марной длины В+С не допускается. Длина коммутационных шнуров или прово-
дов в распределителях не должна превышать 20 м, а кабелей подключения
аппаратуры — 30 м. Кроме этих ограничений, следует учитывать и ограничения
конкретных используемых технологий, которые могут быть жестче.'
Исходный стандарт 568-А ориентирован На компоненты, спецификация на
параметры линий вошла позже из TSB67. Частотно-зависимые параметры ком-
понентов определяются в аналитическом Ниде (как функции от частоты), но для
ряда частот приводятся и таблицы значений, рассчитанных по этим формулам.
206 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Требования к компонентам в численном выражении несколько отличаются от
требований 11801 и 50173. Имеются различия и в допустимых типах кабелей: в
568-А допускается существование коаксиала 50 Ом с BNC-коннекторами; свой-
ства кабеля STP 150 Ом определены в диапазоне частот до 300 МГц. Витая пара
120 Ом, STP категории 5 и волокно 50/125 (для магистралей), рассматривае-
мые в 11801 и 50173, в стандарте 568-А отсутствуют. Для категории 5 рассматри-
вается кабель UTP, который может иметь и общий экран. Для 4-парного кабеля
допускается внешний диаметр не более 6,35 мм. Стандарт определяет цветовую
маркировку пар для 4-парных кабелей (см. табл. 3.7), для коммутационных шну-
ров возможна альтернативная маркировка. Для модульных 8-позиционных
соединителей определено два варианта раскладки проводов (табл. 3.8 и 3.9),
отличающиеся нумерацией пар. Для обозначений категории соединительной
аппаратуры применяются логотипы, изображенные на рис. 5.10.
Рис. 5.9. Определение длины магистралей
Таблица 5.22. Ограничения на длину магистралей (568-А)
Кабель	А или (В+С), м	В, м	С, м
62,5/125 ММ-волокно	2000	500	1500
SM-волокно	3000	500	2500
UTP (аналоговая телефония)	800	500	300
UTP/STP (данные)	901	90	90
Q3, Cat 3	Qj, Cat 5	Qje Cat 5e
Рис. 5.10. Логотипы обозначения категории коннекторов
В стандарте нет списка приложений, соответствующих категориям провод-
ки, — очевидно, он рассматривается как первичный, а приложения должны под
него подстраиваться.
Требования к горизонтальным и магистральным кабелям UTP и STP (макси-
мальное затухание Att и минимальное ослабление перекрестных наводок NEXT
при +20 °C) приведены в табл. 5.23 и 5.26. Для горизонтальных кабелей значение
NEXT берется для худшей пары, для магистральных многопарных; NEXT опре-
деляется с суммированием мощности (PS NEXT). Требования к соединительной
аппаратуре приведены в табл. 5.24 и 5.27. Максимальное затухание для много-
жильного кабеля, применяемого для коммутационных шнуров и перемычек UTP
(при +20 °C), приведены в табл. 5.25 (оно на 20 % выше, чем для одножильного).
Для многожильного кабеля STP (калибра 26 AWG) затухание может быть на
50 % больше, а для NEXT — на 6 дБ меньше, чем для одножильного.
Допустимые параметры оптоволоконного кабеля приведены в табл. 5.28.
В качестве оптических коннекторов рекомендуется 568SC (существование ST
5.1. Структурированные кабельные системы
I
20?
допускается). Коннекторы (вилки и розетки) должны иметь цветовую маркиров-
ку типа волокна: ’ •
К бежевый — 62,5/125 мкм ММ;
• синий — 8,3/125 мкм SM.
Оптические абонентские розетки должны иметь место для укладки пары во-
локон длиной до 1 м с радиусом изгиба не менее 30 мм.
К стандарту EIA/TIA-568-A существуют поправки и расширения, выпускаю-
щиеся в виде бюллетеней TSB (Telecommunications System Bulletin) и дополне-
ний, (addendum) TIA/EIA-568-A-1...TIA/EIA-568-A-5.
Таблица 5.23. Параметры горизонтального и магистрального кабеля UTP
для отрезка 100 м (56&-А)'
Частота, МГц	Категория 3		Категория 4-		Категория 5	
	Att, дБ	(PS) NEXT, дБ	Att, дБ	(PS) NEXT, дБ	Att, дБ	(PS) NEXT, дБ ,
0,064	0,9	-	0,8	-	0,8	-
0,150	—	53	-	68	-	74
0,256	1,3	-	1,1	-	1,1	-
0,512	1,8	Т-	1,5	-	1,5	-
0,772	2,2	43	1,9	58	1,8	64
1,0	2,6	-41	2,2	56	2,0	62
4,0	5,6	32	4,3	47	4,1	53
8,0	8,5	27	6,2	42	5,8	48
10,0	9,7	26	6,9	41	6,5	47
16,0	13,1	23	8,9	38	8,2	44
20,0	-	- 1	10,0	36	9,3	42
25,0	-	-	-	-	10,4	41
31,25	-	-	-	- .	11,7	39
62,5	-	-	- '	-	17,0	35
400,0	-	- .	-	—	22,0 .	32
Таблица 5.24. Параметры соединительной аппаратуры для кабеля UTP (568-А)
Частота, МГц	Категория 3		Категория 4		Категория 5	
	Att, дБ	NEXT, дБ	Att, дБ	NEXT, ДБ	Att, дБ	NEXT, дБ
1,0	0,4	58	0,1	65	0,1	65
-4,0	0,4	46	0,1	58	0,1	65
8,0	0,4	40	0,1	52	0,1	62
10,0	0,4	38	0,1	50	0,1	60
16,0	0,4	34	0,2	46	0,2	56
20,0	-		0,2	44	0,2	54
25,0 *	-	-	-	- .	0,2	52
31,25 J	-	-	-		0,2	50
62,5	-	-	-	-	0,3	44
, 100,0	-		-	-	0,4	40
208 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Таблица 5.25. Максимальное затухание в многожильном кабеле UTP
для отрезка 100 м (568-А)
Частота, МГц	Категория 3	Категория 4	Категория 5
1.0	3,1	2,6	2,4
4,0	6,7	5,2	4,9
8,0	10,2	7,4	6,9
10,0	11,7	8,3	7,8
16,0	15,7	' '	1Ь,7	9,9
20,0	-	12,0	11,1
25,0	-	-	12,5
31,25	-	-	. 14,1
62,5	-	-	20,4
100,0	-	-	26,4
Таблица 5.26. Параметры горизонтального и магистрального кабеля STP
для отрезка 100 м (568-А)
Частота, МГц	Att, дБ	NEXT, дБ
4	2,2	58,0
8	3,1	54,9
ю	3,6	53,5
16	4,4	50,4
20	4,9	49,0
25	6,2	47,5
31,25	6,9	46,1
62,50	9,8	41,5
100	12,3	7	38,5
300	21,4	31,3
Таблиц 5.27. Параметры соединительной аппаратуры для кабеля STP (568-А)
Частота, МГц	Att, дБ	NEXT, дБ
4,0	0,05	65 '
8,0	0,10	65
10	0,10	65
16	0,15	62,4
20	0,15	60,5
25	0,15	58,5
31,25	0,15	' -	56,6
62,5	0,20	50,6
100	0,25	46,5
300	0,45	36,9
5.1. Структурированные кабельные системы	209
Таблица S.28. Параметры оптоволоконного кабеля (568-А)
Длина волны, нм	Максимальное затухание, дБ/км	Минимальная полоса пропускания, МГцхкм	1
850 (многомодовый)	3,75	160
1300 (многомодовый)	1,5	500
1310 (одномодовый)	0,5	-
1550	0,5	-
TSB-67 Transmission Performance Specification for Field Testing of Unshielded
Twisted Pair Cabling Systems является дополнением к стандарту 568-А. Как сле-
дует из названия, он определяет методику полевых испытаний кабельной про-
водки на кабеле UTP. В стандарте 568-А приводятся требования к кабелю и со-
единительной аппаратуре, но не к линиям, собранным из них (в стандартах 11801
и 50173 есть и те, и другие требования). TSB-67 восполняет этот недостаток и
определяет две модели для тестирования линии — базовую линию (basic Link) и
канальную линию (channel link). Схемы этих линий приведены на рис. 5.11, из
которого видно, что канальная линия совпадает с каналом 11801/50173, поэтому
будем ее коротко называть каналом. Базовая линия TSB-67 отличается от линии
11801/50173 тем, что в нее не входит коммутационный шнур и дополнительный
разъем кросс-панели, даже если используется схема кросс-коммутации. Кроме
того, в отличие от измерения параметров линии по 11801/50173, в параметры ба-
зовой линии вносит свой «вклад» пара двухметровых тестовых шнуров. Базовая
линия TSB-67 охватывает стационарную часть проводки, и за ее качество полно-
стью отвечает инсталлятор проводки. В канал входят еще и шнуры, так что свой-
ства канала могут «испортить» администратор СКС и пользователи. Таким об-
разом, для сдаточных испытаний инсталлятору удобно пользоваться моделью
базовой линии. Требования по затуханию и перекрестным наводкам в базовой
линии и канале приведены в табл. 5.29 и 5.30. Этим требованиям должны удов-
летворять худшие пары проводов тестируемых линий.
Сетевой Коммутационный
кабель шнур
Этажный
распределитель
ТР
Абонентский
шнур
Горизонтальный
кабель
♦
Канал
а
•—к >—«Гс>--------------—»---fC~b—. >—<
СР
Тестовый	Тестовый
Щ"УР2м 1 Базовая линия
б
Рис. 5.11. Модель базовой линии и канала по TSB-67: a — канал (channel link), б — базовая
линия (basic link). 1 — распределительная панель, 2 — коммутационная панель
210 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Таблица 5.29. Максимальное затухание в линии (Т5В-67), дБ
Частота, МГц	Категория 3		Категория 4		1 ,,  • _ Категория 5	
	Базовая линия	Канал	Базовая линия	Канал	Базовая линия	Канал
1	3,2	4,2	.	2,2-	2,6	2, Г	2,5 .
4	6,1	7,3	4,3	4,8	4	4,5
8	8,8	10,2	6	6,7	5,7	6,3
10	10	11,5	6,8	7,5	6,3	7
16	13,2	14,9	8,8	9,9	8,2	9,2
20	-		9,9	Т1	9,2	103
.25	-	-	-	-	1.03	И,4. .
31,25	-	-	-	—	115	12,8
62,5	-	—	-,	-	16,7	18,5
100	-				21,6	24	•	:
Таблица 5.30. Минимальное ослабление Перекрестных наводок в линии (TSB-67), дБ
Частота, МГц	Категория 3		Категория 4	,		Категория 5 f ,	
	Базовая линия	Канал 1	Базовая линия	Канал	Базовая линия	Канал- '
1	40,1	3h,i <	54,7	53,3	60 “	60’’
4	30,7	29,3	45,1 '	43,3	.	51,8	503' ' "
8	25,9	24,3	40,2	38,2	47,1	45,6
10	24,3	22,7	38,6	. .	36,6	4,5	44
16	21	19,3	35,3	,	33,1	42,3	40,6
20	-	-	,33,7	31,4.	40,7	39
25	-	—	-	-у—	39,1	37,4
31,25		т-	-	-	37,6	35,7
62,5	,	-	—	-	-	32,7 -	30,6
100		-	-	-	29,3'	27,1
В TSB-67 определены и требования к точности измерительной аппаратуры —
введены два уровня Level 1 и Level 2. Использование более точной аппаратуры
второго уровня позволяет более достоверно принимать -решение о пригодности ли-
нии в тех случаях, когда измеренные значения близки к граничным допустимым.
TSB-72 Centralized Optical Fiber Cabling Guidelines описывает построение оп-
тических кабельных систем' с централизованной электроникой, что применимо
для зданий с одним хозяином (арендатором). Централизованная система пред-
полагает, что оптические линии от абонентских розеток в распределителях могут
соединяться с волокнами магистральных кабелей при помощи сплайсов или
разъемных соединений. При этом суммарная длина канала ^включая все шнуры
и перемычки) не должна превышать 300 м. Возможна и сквозная протяжка (pull-
through) волоконного кабеля от абонентской розетки через этажный распредели-
тель в помещение с оборудованием, но длина такой линии не должна превышать
90 м. Централизованная проводка, естественно, должна быть промаркирована и
5.1. Структурированные кабельные системы 211
Иметь возможность внесения модификаций. Коннекторы — дуплексные или
симплексные 568SC.
TSB-75 Open Office Cabling предлагает некоторые вариации относительно
стандарта 568-А для так называемого открытого офиса — модульного подхода к
установке кабельной системы. Здесь рассматриваются многопользовательские
сборки телекоммуникационных розеток MuTOA (Multi-user Telecommunications
Outlet Assembly). Эти сборки подключаются к распределителям многопарным
кабелем, что несколько упрощает кабельную систему. Вводится новый термин
СКС — СР (Consolidation Point — точка консолидации, то есть соединения кабе-
лей с разным числом пар), который аналогичен точке перехода ТР в терминоло-
гии 11801/50173 (в 568-А она предназначается только для смены типа кабеля —
круглого на плоский подковерный). Применение сборок розеток ведет к удлине-
нию абонентских кабелей (относительно стандартных трех метров). Для удов-
летворения требованиям приходится уменьшать допустимую длину горизонталь-
ной проводки. Для медных кабелей должны выполняться условия
С = (102-Н)/1,2 и W- С-7 (<20 м),
где С — максимальная суммарная длина аббнёйТсКогд, коммутационного шнура
и кабеля оборудования, W — максимальная длина абонентского, а Н — длина го-
ризонтального кабеля, м. Варианты ограничений на длины элементов горизон-
тальной системы применительно к медному кабелю приведены в табл. 5.31. Для
оптического кабеля длина горизонтального канала не должна превышать 100 м,
возможны длинные линии согласно TSB72.
Таблица 5.31. Ограничения на длину кабелей горизонтальной системы
Длина горизонтального кабеля, м	Суммарная длина абонентского, комму- тационного и сетевого кабеля, с	Максимальная длина абонентского кабеля, W
90	10	3 '
85	14	7
80	18	И
75	22	15
70	27	'	20
TSB-95 дает рекомендации по проверке параметров установленной проводки
из компонентов категории 5 на возможность использования технологий с полно-
дуплексной двунаправленной передачей (Gigabit Ethernet). Здесь задаются требо-
вания по минимальным значениям ELFEXT и RL для канала. Рекомендуется ка-
нал с двумя коннекторами (непосредственное подключение и без точек перехода).
Но если канал, имеющий три коннектора (кросс-коммутация) и/пли точку пере-
хода, удовлетворяет этим требованиям, то и он пригоден. Для тестирования вновь
прокладываемых линий следует руководствоваться не TSB95, a TIA/EIA-568-A-5.
TIA/EIA-568-A-1 задает следующие ограничения для 4-царного кабеля катец
гории 5:
 Delay < 534 + 36/7/, где Delay — погонная задержка распространения,
нс/100 м, а/ — частота, МГц.
212 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
w Перекос задержек разных пар (delay skew) г- разница между минимальной
и максимальной в кабеле — не должен превышать 45 нс/100 м в диапазоне
частот от 1 МГц до верхней границы.	1
TIA/EIA-568-A-2 вносит изменения и дополнения, из которых практический
интерес представляют следующие:
в Альтернативой традиционной системе прокладки оптического кабеля с
кросс-соединениями в телекоммуникационных помещениях предлагается
централизованная прокладка со ссылкой на TSB-72.
ж Изменена ссылка на стандарт на физические и механические свойства ка-
белей.
Я Введено положение о недопустимости в соединительной аппаратуре транс-
позиции пар (изменения положения пар 2 и 3) и реверса (переворота про-
водов одной пары). Если приложению этот реверс требуется, он должен
выполняться специальными адаптерами или шнурами.
Ж Введена ссылка на испытания согласно TSB-67.
Я Снижены требования к переходному сопротивлению коннекторов с 1 до 2,5 мОм.
TIA/EIA-568-A-3 определяет требования по перекрестным наводкам к много-
парным кабелям (необходимость возникла с применением архитектуры «от-
крытых офисов»). Вводится новый термин «bundled cables» — кабели, в кото-
рых 4-парные сборки не имеют собственных чулков, а обернуты тонкой лентой
или стяжкой. Для таких кабелей показатель PS NEXT должен быть на 3 дБ
выше, чем у обычного кабеля. При этом PS NEXT определяют для каждой пары,
измеряя значение наводок в ней при подаче возмущения на все пары остальных
4-парных сборок (не подается возмущение только на оставшиеся 3 пары из тес-
тируемой сборки).
TIA/EIA-568-A-4 (предполагаемое дополнение) относится к способу опреде-
ления NEXT для коммутационных шнуров с модульными вилками.
TIA/EIA-568-A-5 дает определение расширенной (enhanced) категории 5е и
задает требования по минимальным значениям ELFEXT и RL для 4-парного ка-
беля (для худшей пары). Эти требования предъявляются к технологиям с полно-
дуплексной двунаправленной передачей (например, Gigabit Ethernet). Для базовой
линии категории 5е допустимая задержка — до 548 нс при перекосе не более 45 нс.
На частоте 100 МГц Att<21,6 дБ; NEXT>32,3; PSNEXT>29,3; ELFEXT>21;
PSELFEXT> 18. В диапазоне частот 20-100 МГц RL> 17-7 log(//20). Для кана-
ла категории 5е на частоте 100 МГц Att<21,6 дБ; NEXT>30; PSNEXT>27;
ELFEXT > 19; PSELFEXT > 16. В диапазоне частот 20-100 МГц RL > 17-7 log(//20).
TIA 568В.1-1999 — новая редакция стандарта, которая вбирает в себя выше-
перечисленные дополйения. Отсюда идут ссылки на следующие документы:
Ж TIA 568-В.2 (100 Ohm Twisted-Pair Cabling Standard) — кабельные систе-
мы на витой паре 100 Ом.
» TIA 568-В.З (Optical Fiber Cabling Standard) — оптоволоконные кабель-
ные системы.
Ж TIA 568-В.4 (Shielded Twisted-Pair Cabling Standard) — кабельные систе-
мы на экранированной витой паре.
5.2. Аксессуары кабельных систем 213
5.2.	Аксессуары кабельных систем
К аксессуарам кабельных систем относятся различные стойки, шкафы и коробки
для размещения активного и пассивного оборудования, кабелепроводы, монтаж-
ные коробки для абонентских розеток, вспомогательные материалы.
Самым популярным форматом для телекоммуникационного оборудования
(активного и пассивного) является формат 19-дюймовых стоек (обозначается
как 19"), представление о котором дает рис. 5.12. Оборудование, исполненное в
этом формате, называется rack mounted (монтируемое в стойки). Формат подра-
зумевает унификацию размеров — лицевые панели должны быть прямоугольни-
ками шириной 19" (483 мм), а высота должна быть кратна модулю U (unit) в
1,75" (44,5 мм) или его половине. Реальная высота элемента может быть и мень-
ше, но ее’ округляют в большую сторону до ближайшего целого или половинного
значения. Так, типовая коммутационная панель с одним рядом гнезд RJ-45 име-
ет высоту 1U, иногда вместо «U» пишут «RMS» (Rack-Mount Size). Панели со-
бираются на двух вертикальных направляющих стойках (rack), в которых име-
ются крепежные отверстия под резьбу Мб со стандартным шагом. Обычно в
стойках с этим шагом пробиты квадратные отверстия размером около 10 мм, в
которые вставляются клипсы с гайками Мб. Стойки могут быть открытыми (их
иначе называют рамами), устанавливаемыми на полу, на стене или на подставке
с колесиками. Чаще их помешают в металлические шкафы -(cabinet) различного
исполнения по защищенности (вплоть до герметичных, предназначенных для
установки вне помещений). Высоту стоек и шкафов обозначают в тех же едини-
цах — «юнитах», распространены напольные шкафы высотой 15-42U и настенные
шкафы высотой 6-12U. Крепеж оборудования может производиться только за ли-
цевую панель, что с позиций сопромата для низких, глубоких и тяжелых
устройств (концентраторы, коммутаторы) далеко от идеала. В шкафах обычно
устанавливается две пары стоек (спереди и сзади), на Которые можно монтировать
специальные полки. На полки можно ставить и оборудование иных форматов (что
зачастую выгодно, поскольку, например,’ ИБП стоечного исполнения гораздо до-
роже аналогичного настольного, прав да,-занимает меньшую высоту шкафа). t
Рис. 5.12.19-дюймовый формат
Напольные шкафы (рис. 5.13, 6) обычно имеют две поворотные дверцы, перед-
няя может быть стеклянной, задняя чаще металлическая. Боковые дверцы обычно
214 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
съемные, что позволяет объединять шкафы, установленные рядом. Нижняя часть
шкафа — цоколь — снабжается съемными крышками, позволяющими подводить ка-
белепроводы. Дно обычно имеет окно для подвода кабелей через фальшпол. Ножки
имеют резьбовые регуляторы высоты, позволяющие точно и надежно выставить
шкаф. Под крышей предусматривается место для вентиляторов. Производители
шкафов обычно предлагают набор элементов, из которых можно собрать шкаф
требуемой конфигурации. Непременным атрибутом шкафа являются запирающи-
еся дверцы, предотвращающие несанкционированный доступ. Все металлические
части (каркас, стенки, дверцы) электрически соединяются между собой и с
внутренней шиной заземления с помощью заземляющих проводов.
Настенные шкафы (рис. 5.13, а) имеют поворотные или выдвижные рамы, у
них, как правило, открывается только передняя (иногда боковая) дверца.
Кроме распределительных и коммутационных панелей (рис. 5.14, а, б) на
стойках монтируют и средства «организации» кабелей (cable management).
К ним относятся различные держатели, кольца, подвески и т. п. (см. рис. 5.14, в~д).
С фронтальной стороны они поддерживают коммутационные и сетевые шнуры,
с внутренней — кабели стационарной проводки. Для организации перехода шну-
ров с фронтальной панели внутрь шкафа существуют панели с пылезащитными
щетками. Выпускаются и панели-заглушки (цена их далека от стоимости краше-
ного листа металла с четырьмя отверстиями), а также полки для размещения
оборудования. Для подключения питания существуют питающие колодки (ино-
гда и с сетевыми фильтрами) на 19" панелях, их обычно устанавливают на зад-
ней стойке шкафа.
a
в
Рис. 5.13. Шкафы и стойки 19" формата: a — настенный шкаф, б — напольный шкаф,
в — открытая стойка
5.2. Аксессуары кабельных систем 215
Рис. 5.14. Соединительная аппаратура и вспомогательные элементы 19" формата:
а — коммутационная панель на 24 порта; б — 100-парный блок коннекторов S110;
,	в, г, д — средства организации кабелей
Рис. 5.15. Коммутационные панели для настенной установки: а — с коннекторами S110,
б — с коннекторами S66, в — наборная с модульными розетками, г — установка
19-дюймовой панели на стену
216 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Для организации небольших распределительных пунктов (и точек перехода),
особенно если в них не располагается активное оборудований, применяют закры-
тые настенные коробки (box, enclosure), в которых устанавливают блоки коннек-
торов. Большая часть ассортимента соединительной аппаратуры, кроме «стоеч-
ного» исполнения, имеет и вариант, подходящий для установки в коробки. На
коробках (или на полках рядом с ними) может устанавливаться и малогабарит-
ное активное оборудование (например, линейка устройств «Office Connect» фир-
мы ЗСот). Для установки на стену выпускаются'блоки коннекторов S110*,
КАТТ, S66, Krone (см. 3.3.2), а также коммутационные панели на небольшое (6,
8, 12) количество портов.
Для укладки кабельной проводки применяются кабелепроводы (raceway) раз-
личной конструкции — короба, трубы, лотки.
Короба состоят из основания, в которое укладываются кабели, и съемйой
(реже откидной) крышки (см. рис. 5.16). Их изготавливают из пластмассы или
алюминия (последние в несколько раз дороже). Профили и размеры коробов
разнообразны: есть короба для установки на поверхности стены, есть короба-
плинтусы, напольные, короба-колонны и др. Для дорогих коробов (например,
фирмы Thorsman) можно по каталогу выбирать цвет и рисунок отделки, и коро-
ба, кроме утилитарного назначения, могут стать элементами оформления инте-
рьера. Для коробов выпускается множество вспомогательный элементов — углы
(внутренние и внешние), повороты, ответвления, стыки, заглушки, рамки для
оформления прохода короба через стену, переходники для стыковки коробов
различного сечения, монтажные коробки для розеток и т. п. Для металлических
коробов необходимы заземляющие зажимы (earthing clamp), с помощью которых
секции короба электрически соединяются проводами между собой и заземляю-
щей шиной здания. Без этого заземления металлические короба из экранов пре-
вращаются в антенны — источники проблем в линиях связи.
Рис. 5.16. Короб и вспомогательные элементы. 1 — основание, 2 — крышка, 3 — вид в сборе
(сечение), 4 — стык, 5 — тройник, 6 — поворот, 7 — внутренний угол, 8 — внешний угол
Широкие (более 70 мм) короба обычно устанавливают по периметру помеще-
ний и в них же устанавливают блоки телекоммуникационных и питающих розе-
ток, фурнитура для которых также выпускается производителями коробов. Ино-
гда отрезки таких коробов используют как корпуса для блоков розеток рабочих
мест, а кабели между ними прокладывают в более дешевых коробах меньшего се-
чения. Широкие короба бывают секционированными, в них устанавливают и
съемные продольные перегородки. Секционированные (перегороженные) коро-
5.2. Аксессуары кабельных систем 217
ба позволяют раздвести питающие и информационные кабели на необходимое
расстояние (см. 14.5).
Короба меньшего сечения используют только для прокладки кабелей, розет-
ки приходится устанавливать в отдельных коробках (или пользоваться розетка-
ми для наружной проводки). Выпускаются и короба-плинтусы, которые устанав-
ливаются либо у пола, либо у потолка. От них к рабочим местам делаются
ответвления с помощью Т-образных стыков и коробов небольшого сечения.
Короба крепят различными способами, чаще всего привинчивая к стене за
дно шурупами-саморезами. Для металлических коробов предусматриваются и
кронштейны,-позволяющие скомпенсировать неровности стен. Выпускаются ко-
роба и с самоклеящейся лентой, но такой крепеж ненадежен — короба часто от-
рываются от стен вместе со слоем краски. Самоклейку следует дополнять более
надежным креплением шурупами.
Короба продаются отрезками по 2-3 м длиной. Есть и пластиковые короба,
свернутые в рулон, — при установке отрезок требуемой длины отматывается, бо-
ковые стенки отгибаются. После установки крышки такой короб по жесткости
может и не уступать обычному.
Сечение коробов выбирается, исходя из количества и сечения прокладывае-
мых кабелей. Если в короба устанавливаются розетки, то необходимо просчиты-
вать «живое» сечение коробов в районе розеток. Следует помнить, что полно-
стью занять все сечение тсабелями не удается. При групповой прокладке можно
ориентироваться на использование около 60 % сечения, при индивидуальной
укладке каждого кабеля можно достичь и несколько большего заполнения, но
при этом перекладка кабелей может оказаться проблематичной. В углах коробов
все сечение не может быть использовано полностью, поскольку необходимо со-
блюдать минимальный радиус изгиба кабелей. Для более эффективного исполь-
зования сечения короба иногда срезают внутренний угол (но это не всегда позво-
ляют стены, на которых монтируется короб). Элементы с плавными обходами уг-
лов, изображенные на рис.-5.16, и им подобные входят в комплект дорогих коробов.
При значительном заполнении короба кабели нужно обязательно закреплять
хомутами или стяжками, которые следует устанавливать до прокладки кабелей.
Свободное укладывание кабелей возможно при небольшом заполнении, когда
кабели не вываливаются за закраины стенок или перегородок.
Закрытые короба в'основном используют для «фасадной» части кабельной
проводки. Магистрали, прокладываемые над фальшпотолком иЛи под фальш-по-
лом, чаще укладывают в лотки. Конструкции лотков разнообразны, обычный ма-
териал — сталь. ЛоТки со сплошным основанием крепят к стенам (за боковую
стенку или на кронштейнах) или потолку (на подвесках). Удобно, когда крепежные
элементы позволяют укладывать кабели без трудоемкого протягивания. Лотки
могут иметь перегородки, разделяющие кабели разного назначения. Лотки могут
иметь вентиляционные прорези, сверху при-необходимости они закрываются
крышками (что неудобно для внесения изменений). Так называемые остовные
лотки имеют «хребет», к которому крепятся перекладины, поддерживающие кабели.
Для прохода через стены и в некоторых других случаях применяются трубы
разнообразного профиля (круглые или прямоугольные) и сечения, пластиковые
или металлические. В отличие от лотков и коробов, кабели через трубы всегда
приходится протягивать — укладка здесь невозможна.
218 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
К вспомогательным материалам относятся различные стяжки, скобки, хому-
ты, крепежные элементы и т. п. С их помощью кабельная проводка становится
надежной и элегантной.
Средства маркировки необходимы для организации администрирования ка-
бельной системы. Для маркировки выпускаются различные шильдики и наборы
надписей и обозначений на самоклеящейся бумаге. Согласно стандартам, каж-
дый элемент СКС должен быть промаркирован, а кабели должны маркироваться
с обоих концов. Для этого можно пользоваться и несмываемым маркером, но
лучше воспользоваться готовыми наклейками или клипсами с цифро-буквенны-
ми обозначениями. Заметим, что кусочки «самоклейки» на круглом кабеле долго
держаться не будут — они стремятся распрямиться. Для надежности (на 10-15
лет гарантии) их следует обматывать прозрачным скотчем.
5.3.	Проектирование кабельных
систем
При проектировании кабельных систем следует придерживаться требований
стандартов СКС на топологию и применяемые компоненты. Исходными данны-
ми для проектирования обычно является план помещений (а лучше строитель-
ные чертежи) с указанием размещения рабочих мест (или областей их размеще-
ния). При проектировании всегда следует брать запас по количеству рабочих
мест, которое со временем может увеличиваться (появляются новые рабочие мес-
та или сетевые периферийные устройства, для которых тоже требуются телеком-
муникационные розетки). По этому плану выбираются места для организации
телекоммуникационных помещений с таким расчетом, чтобы горизонтальные
кабели не выходили за ограничение по длине и проходили бы по удобным трас-
сам. Вопрос о количестве и размещении телекоммуникационных помещений ре-
шается с учетом многих местных факторов. Увеличивать их количество ради
экономии суммарной длины горизонтальных кабелей далеко не всегда целесооб-
разно, поскольку организация качественного телекоммуникационного помещения
требует значительных затрат. Далее определяются трассы и возможные способы
прокладки кабелей, которые окончательно утверждать имеет смысл непосредст-
венно на объекте. После этого, выбрав необходимые компоненты, можно составлять
спецификацию на необходимые материалы и инструменты. Процесс проектиро-
вания может быть итерационным, поскольку планы и даже чертежи помещений
не всегда учитывают «сюрпризы», поджидающие на объекте, — «непроходимые»
стены, соседство «неблагоприятного» оборудования, кабелей и трубопроводов
и т. п. Выбор каждого элемента СКС допускает множество вариантов, некоторые
практические соображения приводятся ниже. Для удобства категории СКС обо-
значаются по обоим стандартам (международному/американскому, например,
FD/HC), расшифровку обозначений см. в табл. 5.21 на стр. 205.
5.3.1.	Выбор кабелей и коннекторов
Кабели и коннекторы — это ключевые элементы кабельной проводки, определя-
ющие ее шередаточные и эксплуатационные свойства.
5.3. Проектирование кабёльных систем 219
Кроме передаточных параметров, кабели характеризуются рядом параметров,
определяющих сферы их применения:	; .  ’•
® Диапазон допустимых температур. Определяет границы температур, в ко-
торых гарантируются указанные параметры передачи сигналов и долго-
вечность. При слишком низких температурах кабель становится хрупким,
при высоких — «растекается».
9 Предельные механические нагрузки. Определяют максимальные растягива-
ющие и раздавливающий усилия (кратковременные и длительные), мини-
мально допустимый радиус изгиба. Для самонесущих кабелей (такие кабе-
ли имеют специальный несущий элемент — полимерный или стальной
трос) определяют длину пролета и стрелу провиса.
9 Устойчивость к химически агрессивной среде. Определяется материалом
наружной оболочки, в качестве которого чаще всего применяют полихлор-
винил (ПХВ, он же PVC — Poly Vinil Chloryd) ши полиэтилен. Кабели в
более устойчивых оболочках (например, в тефлоне) применяются лиЩь
при необходимости — они стоят существенно дороже.
Ж Пожаробезопасность. Кабели, как электрические, так и оптические, выпу-
скаются с оболочками из материалов различной степени воспламеняемо-
сти (flammability) и выделения ядовитого дыма (smoke generation): plenum
или PR (Plenum Rated), riser, LSZH, non-plenum (cm. 5.6.1).
M Устойчивость к грызунам. Полихлорвинил привлекателен для грызунов
(мышей и крыс), и кабели от них зачастую страдают. Для прокладки в по-
мещениях с «неконтролируемыми грызунами» существуют специальные
кабели (оптические), у которых в оплетке имеются «колючки», ранящие
крысиные пасти. Если применяется обычный кабель, то он должен быть
защищен кабелепроводом.
• Устойчивость к радиации. Особо высокий уровень радиации неблагопри-
ятно отражается на свойствах изоляций электрических кабелей, а также на
ойтических свойствах оптоволокна. Для работы в условиях высокого
уровня радиации применяют специальные кабели.
По совокупности этих свойств кабели выпускаются в разнообразных испол-
нениях: для прокладки в помещениях, в кабельной канализации, в траншеях, под
водой, для воздушной подвески и т. п. Кабели, предназначенные для уличной
прокладки (outdoor), внутри помещения доДЖны иметь от точки ввода до места
окончания длину не более 15 м. Далее должен идти кабель, предназначенный
для помещений (indoor) или универсальный (indoor/outdoor).
Для стационарной медной проводки применяют только одножильный (solid)
кабель — у него, по сравнению с многожильным той же категории, лучшие пере-
даточные характеристики, к тому же он дешевле. Наиболее популярен 4-парный
кабель UTP калибра 24 AWG категории 5 с внешним диаметром 6 мм. Кабели
категории 6 (с сепаратором), а Гакже FTP и ScTP несколько толще — диаметр
6,5-7 мм. Кабели PiMF й SSTP категории 7 имеют диаметр 8-10 мм, IBM STP
Type 1 — 12,5 мм. Для соединительных шнуров (абонентских, коммутационных,
сетевых) больше подходит многоЖйльный (stranded или flex) кабель — хоть у него
и хуже передаточные характеристики, но благодаря его гибкости получаются бо-
лее надежные соединения. Многожильные шнуры более удобны в эксплуатации.
220 . Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Кабели разных производителей даже одной категории имеют различающиеся
параметры и цену. Экономия на кабеле может иметь негативные последствия.
У дешевого кабеля может быть слишком тонкая изоляция (кабель рыхлый) —
такой кабель легко протаскивается, но параметры могут уходить при механиче-
ских нагрузках, изгибах и т. п. Тонкая изоляция может вызвать проблемы при
оконцовке вилками — при этом провода не фиксируются в ложбинках, иголки
«промахиваются» мимо проводников, результат — брак и выброшенная вилка.
Встречается и невнятная цветовая маркировка проводов — белые провода в па-
рах не имеют цветной полоски, и при оконцовке (особенно вилками) трудно
проверить правильность раскладки.
Выбор типа коннекторов (S110, Krone и т. п.) неоднозначен, у каждого есть и
преимущества, и недостатки. Для сокращения номенклатуры инструмента стоит
применять однотипные коннекторы и в абонентских розетках, и в распредели-
тельных панелях. Телефонная часть хорошо реализуется на блоках S66 — они го-
раздо дешевле, чем все другие.
При монтаже кабельной системы для передачи данных следует использовать.
раскладку проводов Т568А или Т568В — единую по всей кабельной сети — и от-
разить принятый стандарт в документации. Этим обеспечивается совместимость
со всеми приложениями (сетевыми технологиями), приведенными в табл. 3.10
на стр. 105, и выполнение требований стандартов (запрет реверса и транспози-
ции пар). Применять розетки с раскладкой USOC для проводки Категории 5
нельзя. Изготовители обычно выпускают модульные розетки для раскладок раз-
ных стандартов (они различаются последними элементами в фирменном обозна-
чении). Бывают и универсальные (для раскладок Т568А и Т568В), у них имеется
двойная маркировка цветов, помеченная «А» и «В» соответственно.
Коннекторы (распределительные и коммутационные панели, абонентские ро-
зетки) тоже различаются по цене. Типичные «болезни» дешевых модульных ро-
зеток; отсутствие «нарисованных» (проводниками на печатной плате) выравни-
вателей импеданса и подавителей перекрестных помех; ненадежные контакты
(слабо держащееся или слишком тонкое золочение); нерегулярная раскладка
проводов по цветам; плохо работающий фиксатор (трудно вынуть вилку или она
не держится); розетки, установленный вплотную друг к другу, не позволяют ис-
пользовать все вилки с-колпачками.
Стандартизация параметров кабелей и коннекторов, на первый взгляд, дает
свободу и независимость выбора компонентов. Но соблазн использовать самые
дешевые компоненты подходящей категории от разных производителей (напри-
мер, коннекторы от производителя А, у которого они дещевле, чем у других, и
кабели от производителя В, выбранные по той же причине) может привести к
неприятному результату; параметры линий не уложатся в рамки требований.
Причина может быть в том, что А свои менее качественные коннекторы компен-
сирует более качественным (и дорогим) кабелем, но кабель приобрели у В, у ко-
торого техническая политика обратная. Эти неприятности скорее всего могут
проявиться на длинных линиях (около 90 м). Для страховки от этих неприятно-
стей лучше приобретать компоненты от одного производителя, дающего гаран-
тии на свои СКС, причем так называемые системные компоненты — именно те,
которые применяются в его СКС.
5.3. Проектирование кабельных систем 221
%
5.3.2.	Рабочие места
Рабочие места должны снабжаться по крайней мере двумя телекоммуникацион-
ными розетками (ТО) — для компьютера и телефона — и розетками электропи-
тания. Подключение сетевого принтера может потребовать еще одной розетки,
хотя места установки принтера коллективного пользования можно рассматри-
вать и как отдельные рабочие места (с парой розеток). Цена оснащения рабочего
места является весомой в общих затратах на СКС, при этом оно является'«фаса-
дом» сети для пользователя (и посетителей офиса). Выбор решения должен учи-
тывать баланс эстетических притязаний и финансовых возможностей. Элегант-
но помещение всех розеток в одну модульную .коробку для скрытой проводки —
при этом вмешательство сети в интерьер помещения минимально. Если скрытая
проводка неприемлема, то блок розеток может быть размещен в общем кабель-
ном коробе, но для этого короб должен иметь довольно большое сечение. Сборка
розеток в модульной коробке позволяет единообразно оформить разнотипные
розетки — питающие, телефонные, сетевые (электрические и оптические). Одна-
ко эта эстетика обходится недешево. Кроме того, не всегда удается подобрать
комплект розеток, подходящий к арматуре коробок без доработок. В ассортимен-
те поставщиков кабельных коробов и модульных коробок не всегда оказываются
подходящие (в том числе и по цене) компоненты СКС.
Самый дешевый способ — установка отдельных наружных розеток, одиноч-
ных или сдвоенных. Недостатком является то, что розетки разных типов (напри-
мер, RJ-45 для сети и RJ-11 для телефона) различаются по виду, размеру и цвету
(даже белые могут быть разными) внешних кожухов, и на рабочем месте оказы-
вается набор разномастных коробочек.
Недопустимый способ — оконцовка горизонтальных кабелей, свисающих из
стены, модульными вилками — из-за дефицита средств, к сожалению, тоже
встречается. Недопустимый потому, что стационарная проводка должна оканчи-
ваться стационарными коннекторами, иначе надежность линии не гарантируется
И когда-нибудь придется менять целиком, горизонтальные кабели.
Розетки на стенах лучше размещать выше уровня столов (80 см от пола), что-
бы для доступа к ним не приходилось отодвигать мебель. Иногда их из эстетиче-
ских соображений ставят ниже, но не со всякими конструкциями мебели это удоб-
но. Размещать розетки у пола не рекомендуется — при уборке помещения провода
будут рваться, а розетки — загрязняться. Если применяются розетки с гнездами на
боковой грани, их следует ориентировать вбок, но не вверх (так они будут пыле-
сборниками). С точки зрения защиты от пыли их лучше ориентировать гнездами
вниз, но это неудобно при эксплуатации. Хорошую защиту обеспечивают щторки
или откидные крышки, которыми снабжены некоторые модели розеток.
Абонентские шнуры не должны иметь большой длины (более 2 м), поскольку
длина стандартного питающего кабеля компьютера не превышает 1,5 м, а розет-
ки питания и телекоммуникаций обычно группируют довольно компактно. Реко-
мендуется использовать абонентские шнуры фабричного изготовления, поскольку
качество и надежность установки вилок в «полевых условиях» практически не
контролируемы. Для заказчика применение фабричных шнуров обходится нена-
много дороже «самодельных», поскольку изготовитель в их цену закладывает и
стоимость ручного труда, и издержки на возможный брак.
222 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
*
К розеткам каждого рабочего места должны подводиться отдельные кабели,
рекомендуется к каждой розетке подводить четырехпарный кабель. Для телефо-
нии разумным компромиссом является двухпарный кабель — однопарная раз-
водка, часто практикуемая, стандартами на СКС не допускается. Использование
одного кабеля для обслуживания розеток нескольких рабочих мест (с наращива-
нием или ответвлением пар) без организации штатных точек перехода недопус-
тимо. Кабель должен иметь защитный чулок, доходящий до розетки и закрепля-
емый на ней с помощью хомутика-стяжки. При применении разделяемого
кабеля (shared cable), когда к двум розеткам одного рабочего места подводится
один 4-парный кабель и каждое гнездо (коммуникационое приложение) исполь-
зует свои 2 пары, должны учитываться требования по превышению NEXT во
всей полосе частот, требуемых приложению (ANEXT=9 дБ, см. п. 3.1). Для тако-
го использования желателен кабель класса PowerSum или иной с высокими зна-
чениями NEXT. Разделяемость кабеля допустима не для всех сочетаний прило-
жений (требования по ANEXT предполагают разницу р уровнях сигнала не
более 6 дБ). Фирма Lucent Technologies для своей СКС SYSTIMAX приводит
таблицу совместимых приложений и для 4-парных, и для 25-парных кабелей. В
таблице редакции 1997 года приводятся все приложения, рассматриваемые в
даннной книге, за исключением Gigabit Ethernet lOOOBaseT (здесь разделяемость
и невозможна). Приложения со скоростями до 10 Мбит/с (от телефонии и ISDN
до Ethernet) совместимы в любых кабелях. Приложения Token Ring 16 Мбит/с,
Fast Ethernet, TPDDI, ATM 155 Мбит/с между собой и с предыдущими совмес-
тимы только в 4-парных кабелях PowerSum. Самыми «капризными» приложени-
ями являются варианты кабельного телевидения: широкополосная система
(550 МГц) на адаптерах 384А совместима только с приложениями до 10 Мбит/с
и только в 4-парных кабелях. Еще раз подчеркнем, что эти данные приведены
для компонентов фирмы Lucent, а для других этой информацией следует поль-
зоваться с осторожностью.
Подводка кабелей к розеткам может быть как скрытой в полостях стен или
штробах (с трубчатыми кабелепроводами), так и в коробах, монтируемых на по-
верхности стены. Короба, используемые для подводки к рабочим местам, могут
быть различного сечения и материала. В узких коробах совместная пр.окладка
кабелей СКС и питающих допустима не всегда — следует учитывать минималь-
ные дистанции (см. 14.5). Разносить кабели питания и СКС требуется не только
из-за электрических помех, но и из-за возможного нагрева силовых кабелей
(правда, грамотно спроектированная электропроводка греться не должна). Из-за
нагрева кабеля витая пара возможно размягчение его изоляции и изменение гео-
метрии пар, что приведёт к ухудшению передаточных параметров линии. Лучше
использовать широкие секционированные короба и укладывать слаботочные и
питающие линии в разных секциях с обеспечением требуемого расстояния меж-
ду ними. Такие короба устанавливают по периметру комнат с ответвлениями на
перегородки, разделяющие рабочие места. Проблемы разнесения кабелей снима-
ются, если использовать алюминиевые секционированные короба, не забывая
обеспечивать электрический контакт всех их сегментов между собой и .с шиной
заземления. Однако этот вариант очень Дорог. Выбор коробов и кабелей взаимо-
связан, поскольку, применив хорошо сбалансированный кабель, можно сэконо-
мить на цене коробов, так как широкие короба стоят гораздо дороже самых хоро-
ших кабелей категории 5.
5.3. Проектирование кабельных систем 223
5.3.3.	Кабельные магистрали
Здесь подразумеваются не только магистрали в терминах стандартов СКС, но и
пути прокладки пучков кабелей горизонтальной системы. Для магистральной
прокладки удобно использовать лотки, устанавливаемые над фальшпотолком
коридоров, монтируемые на стенах или подвешиваемые к потолку. Хорошо, ког-
да конструкция дотков и их крепление позволяют вынимать и устанавливать Но-
вые кабели без трудоемкого протягивания по всей длине трассы. Требуемое от-
деление от кабелей электропитания достигается прокладкой этих линий в
разных лотках (или в разных секциях, разделенных .перегородками). При проек-
тировании и прокладке магистралей приходится учитывать трассы не только ка-
белей электропитания, но и разнообразных трубопроводов — холодного и горя-
чего водоснабжения, отопления, пожаротушения и т. п. Это соседство может
приводить к нагреву кабелей, а также попаданию на них влаги.
Сечение лотков, коробов, трубопроводов должно быть достаточным для
укладки расчетного количества кабелей и иметь Запас на будущее. Особое вни-
мание должно уделяться поворотам и ответвлениям, где необходимо выдержи-
вать-минимально допустимый радиус изгиба кабелей. Заметим, что кабели кате-
гории 7 (например, PiMF 600 МГц фирмы АМР) имеют диаметр (и сечение) и
допустимый радиус изгиба гораздо больший, чем кабели категории 5. Это следу-
ет учитывать при планировании замены кабелей в перспективе перехода к более
высокоскоростным технологиям, хотя, возможно, более эффективным решением
будет Применение тонких оптических кабелей.
По мере подхода магистральных кабелепроводов к телекоммуникационным
помещениям количество кабелей и необходимое сечение каналов увеличивают-
ся. Экономию сечения каналов дает применение многопарных кабелей и органи-
зация тбчек перехода (ТР), в которых к ним подсоединяются двух- или четырех-
парные кабели, идущие к абонентским розеткам. Для телефонии такой вариант
реализуется легко, для линий категории 5 (класса Р) и выше многопарный ка-
бель должен отвечать жестким требованиям по перекрестным наводкам, что не
так просто обеспечить. Точки перехода должны оформляться надлежащим обра-
зом — это могут быть небольшие коробки с установленными блоками коннекто-
ров или же блоки коннекторов, установленные на стене и защищенные от меха-
нических повреждений. Кабели, подходящие к блокам коннекторов, должны
быть надежно закреплены за внешнюю оболочку. В точках перехода применяют
и блоки дисконнекторов. Здесь они могут разделять, например, постоянно уло-
женную часть Горизонтального кабеля с какими-либо временными кабелями и
при необходимости обеспечить их автономное тестирование. Однако при нали-
чии кабельного тестера-локатора от этих дополнительных контактов можно и от-
казаться — улучшать частотные, характеристики связи они явно не будут.
5.3.4.	Телекоммуникационные помещения
и аппаратные комнаты
Телекоммуникационное помещение (telecommunication closet) — это огражден-
ное пространство, используемое для размещения телекоммуникационного обо-
рудования, коммутационных панелей и соединительных кабелей (шнуров).
224 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Согласно структуре СКС, в этих помещениях устанавливаются распределители
всех уровней — этажные (FD/HC), домовые (BD/IC) и кампусный (CD/MC).
Эти помещения используются для администрирования кабельной системы —
коммутации абонентских и магистральных линий, внесения изменений и до*
полнений. Масштабы этих помещений могут быть различными — это и настен-
ные коробки или просто панели (блоки коннекторов), и шкафы (обычно 19-дюй-
мового формата), и целые комнаты с установленными Панелями и шкафами.
Тип помещения определяется количеством кабельных окончаний, размерами ус-
танавливаемого коммутационного и активного оборудования, а также требова-
ниями к защищенности от несанкционированного доступа, случайных поврежде-
ний и вандализма. Телекоммуникационные помещения являются «жизненно
важными органами» кабельной системы. Установленное в них телекоммуника-
ционное оборудование критично к бесперебойной подаче питания, поскольку
надежная защита данных от аварий электропитания в распределенных систе-
мах подразумевает работоспособность коммуникаций, по крайней мере, до ава-
рийной остановки серверов. Для питания телекоммуникационного оборудова-
ния применяют источники бесперебойного питания ИБП (UPS). Кроме того,
помещение активного оборудования в замкнутом объеме требует принятия мер
по кондиционированию воздуха (особенно это касается высокоскоростных
коммутаторов и маршрутизаторов). Для поддержания нормальных условий
применяют вентиляторы (снижение температуры) и кондиционеры (поддержа-
ние температуры и влажности). При неблагоприятных внешних условиях
(пыль, влага, температура, агрессивные среды и т. п.) в качестве телекоммуникаци-
онных помещений используют герметичные шкафы с поддержанием внутреннего
микроклимата. Оборудование качественного телекоммуникационного помеще-
ния обходится недешево, и в ряде случаев имеет смысл сокращать их количест-
во, пусть и за счет увеличения средней длины горизонтальных кабелей (если не
достигается 90-метровое ограничение).
Пассивное (коммутационное) оборудование, устанавливаемое в этих помеще-
ниях, отличается большим разнообразием. Этажные распределители (FD/HC)
предназначены для обеспечения коммутации розеток рабочей зоны и портов те-
лекоммуникационной аппаратуры. Применительно к телефонной части СКС, а
также оптическим кабелям для передачи данных, Коммутация может произво-
диться и с магистральными кабелями (здесь нет 100-метрового ограничения на
длину связи). В общем виде коммутация должна обеспечивать возможность от-
носительно произвольного подключения абонентских розеток к портам комму-
никационного оборудования. При этом все переключения не должны механически
затрагивать стационарные кабели горизонтальной кабельной системы, которые
после прокладки оконцовывают на распределительных панелях раз и навсегда.
Телефонная часть горизонтальной кабельной системы, коммутируемая на маги-
стральные кабели, также стационарно оконцованные на своих панелях, обычно
коммутируется с помощью перемычек. Перемычка (jumper) представляет собой
относительно постоянное соединение кроссировочным проводом (cross-wire)
между коннекторами типа S110, S66 или им подобными. При необходимости из-
менения коммутации перемычка может быть удалена или перенесена на другое
место с помощью специального инструмента. Таким образом, перемычки не
обеспечивают легкой оперативной перекоммутации. Сфера применения перемы-
5.3. Проектирование кабельных систем 225
чек ограничивается телефонной частью СКС. В этой части применяют и дискон-
некторы (см. 3.3.2), в которые могут устанавливаться размыкатели, тестовые
адаптеры или устройства защиты от перенапряжений.
Оперативную перекоммутацию обеспечивает применение коммутационных па-
нелей (patch panel). Коммутационная панель (или блок) обычно представляет со-
бой блок модульных розеток, соединенных с коннекторами Типа S110, S66 или им
подобных (рис. 5.14 и 5.15). На эти коннекторы разделываются горизонтальные
кабели таким образом, что каждую розетку рабочего места представляет соответ-
ствующая ей розетка панели, причем одноименные контакты этих розеток соеди-
няются «один-в-один». Розетки, или порты панели, являются интерфейсом ка-
бельной системы и могут .соединяться с оборудованием или портами панелей
магистральных кабелей с помощью шнуров. Разъемные соединения на обоих кон-
цах шнуров обеспечивают возможность оперативной перекоммутации портов без
применения инструментов и риска задеть соседние цепи в процессе перекоммута-
ции. Для сетей передачи данных коммутация горизонтальных кабелей на магист-
ральные применяется в основном для оптоволоконных линий в централизован-
ных системах. Подключение кабельной системы к оборудованию производится по
одной из двух схем — непосредственного подключения или кросс-коммутации.
Непосредственное подключение (interconnection) применяется в тех случаях,
когда телекоммуникационное оборудование имеет отдельные гнезда для каждого
порта и располагается поблизости от коммутационной панели. По этой- схеме
каждый порт кабельной системы подключается к оборудованию с помощью от-
дельного сетевого шнура (equipment cord), ее иллюстрирует рис. 5.17, а.
Несколько сложнее выглядит схема кросс-коммутации (cross-connection sche-
me), изображенная на рис. 5.17, б. Здесь появляется еще одна коммутационная
панель, розетки которой представляют уже порты коммуникационного оборудо-
вания. Коммутация абонентских розеток с портами оборудования осуществляется
с помощью коммутационных шнуров (patch cord) — небольших (до нескольких
метров) шнуров с разъемами па концах. Такая схема-коммутации обязательно
применяется в том случае, когда коммуникационное оборудование имеет много-
портовые коннекторы, что типично для телефонноц аппаратуры и встречается в
сетевом оборудовании (хабы с разъемами Telco). Технология Gigabit Ethernet
lOOOBaseT для витой пары предписывает отказ от схемы кросс-коммутации, по-
скольку лишнее соединение уже не укладывается в электрические требования к
линиям категории 5е.
Стационарные кабели
Стационарные кабели
Распределительная
панель
Сетевые шнуры
Активное
оборудование
a
Коммутационные
шнуры г—

Коммутационная
панель
— Сетевой шнур
Активное
оборудование
б
Рис. 5.17. Схемы подключения оборудования: а — непосредственное, б — кросс-коммутация
226 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Чаще всего разъемами коммутационных и сетевых щнуров являются модуль-
ные вилки, хотя возможно применение и иных соединителей — их тип определи-,
ется-коннекторами коммутационных и распределительных панелей. В качестве
коннекторов могут выступать и специальные ответные части (patch plug) для
коннекторов S110, Krone, КАТТ и им подобных. Однако по сравнению с модульны-
ми вилками эти коннекторы обычно гораздо дороже, Коммутационные и сетевые
шнуры в просторечии зачастую без разбора называют «патч-кордами», но этот жар-
гон не учитывает различие их назначения, зафиксированное стандартами на СКС.
Если перемычка в чистом виде не имеет разъемных соединений на концах, а у
коммутационного и сетевого шнура их два, то само собой напрашивается проме-
жуточное решение. Коммутационный шнур одним концом разделывается на
коннекторе кабеля (на это рассчитаны коннекторы S110, Krone, КАТТ и многие
другие), а на другом его конце устанавливается вилка. Эта вилка подключается
либо прямо к порту оборудования (вариант interconnection), либо через.гнездо
промежуточной коммутационной панели (вариант cross-connection). Шнуры ме-
ханически закрепляются, чтобы при коммутациях их случайно не выдернуть.
Гибкость коммутации по портам оборудования обеспечивается разъемом на дру-
гом конце шнура. Такое построение распределителя обходится несколько дешев-
ле (коннекторы типа S110 гораздо дешевле коммутационных панелей с модуль-
ными гнездами). Недостаток — Для обеспечения оперативности коммутации
шнуры' должны быть установлены на все порты кабельной системы, включая и
порты неиспользуемых розеток. Эти неиспользуемые шнуры будут свисать и пу-
таться.	 i	.
Расплатой за оперативность и гибкость коммутации с помощью коммутацион-
ных панелей и шнуров является их громоздкость — на них размещено большое
количество коннекторов (модульных гнезд), занимающих довольно большую
площадь на панели. Однако более существенно габариты панелей увеличивает
большое число шнуров, подключенных к ник*. При большом числе соединений
коммутационная панель ббрастает «бородой» из шнуров, и возможность дейст-
вительно оперативной перекоммутации становится сомнительной. Для укладки
шнуров между панелями оставляют свободные места и устанавливают организую-
щие панели — без гнезд, но с разнообразными кольцами, держателями и полочками.
В ряде случаев произвольность коммутации в полном объеме и не нужна —
коммутация розеток по портам- оборудования с начальной установки часто оста-
ется более или менее постоянной. Для таких случаев существуют так называе-
мые беспроводные коммутационные панели (cordless patch panel). В такой панели
розетки группируются попарно, на коннектор одной из розеток разделывается
горизонтальный кабель, на другую — шнур порта оборудования, назначаемого
для данной розетки рабочей зоны. Одноименные контакты этих розеток элек-
трически соединяются между собой внутри панели, обеспечивая коммутацию по
умолчанию без единого коммутационного шнура. Если же В любую розетку пары
вставить обычную вилку шнура, то внутренняя связь пары разорвется и подклю-
ченный шнур соединится с подсоединенным к розетке кабелем или шнуром обо-
рудования (в зависимости от того, в какую розетку пары вставлена вилка). Таким
образом, внешним шнуром можно легко перебросить любую розетку рабочей
зоны на любой порт оборудования. А если вынуть все шнуры, то снова устано-
вится коммутация пр умолчанию. •	, , •	...
5.3. Проектирование кабельных систем 227
•Существуют и электронные матричные коммутаторы, позволяющие програм-
мировать произвольные соединения розеток рабочей зоны с портами коммуни-
кационного оборудования по командам от центрального (возможно и удаленно-
го) пункта управления. Здесь не будет ни одного шнура при любой коммутации,
а документирование соединений будет вестись в электронном виде. Но за эти
удовольствия придется платить не только высокой ценой коммутатора (особенно
для категории 5 и выше), но и риском, связанным с появлением единой точки отка-
за большого участка сети. Выход из строя коммутатора (с кем не бывает, все-таки
сложное электронное устройство) на время ремонта (замены) разрывает все связи.
Оптйческие распределительные панели пока что выполняют без особых затей
в виде соединительных- панелей, на внутреннюю сторону которых устанавлива-
ются коннекторы стационарных кабелей. Шнурами, подключаемыми к лицевой
панели, осуществляется коммутация с портами магистральных Кабелей и/или
активного оборудования. Варианта, аналогичного кросс-коммутации, для оптики
нет, как нет и оборудования с мноканальными коннекторами. Сетевые оптические
шнуры разнообразны по ассортименту, поскольку единого подхода, к выбору кон-
некторов у Производителей оптического активного оборудования не наблюдается.-
Распределители второго и третьего уровней (BD/IC и CD/MC) по применяе-
мому коммутационному оборудованию аналогичны вышеописанным! Здесь харак-
терно меныпёе количество кабельных окончаний (за исключением аналоговой теле-
фонии без промежуточных коммутаторов). Кроме того, чаще применяется оптика.
В телекоммуникационном помещении могут объединяться распределители не-
скольких уровней, для удобства администрирования они должны быть легко раз-
личимы (располагаться на разных панелях, иметь выделяющуюся маркировку).
Самым распространенным вариантом организации телекоммуникационного
помещения являются напольные шкафы формата 19" различной высоты. В них
устанавливаются распределительные и коммутационные панели, активное обо-
рудование, источники бесперебойного питания и вентиляторы (кондиционеры).
В зависимости от условий кабельные магистрали к шкафам подводятся либо
снизу (через короба, утопленные в полу, под фальшполом и т. п.), либо со стороны
боковой стенки. Около распределительных панелей кабели должны быть надеж-
но закреплены за Внешнюю оболочку. Шкаф обязательно должен быть заземлен,
иначе его металлические элементы превратятся в мощный источник помех.
Коммутационные панели существуют разных размеров и конструкций, мон-
таж (оконцовка) стационарных кабелей может быть как с лицевой, так и с обрат-
ной стороны. Монтаж с лицевой стороны (кабели пропускаются через отверстия
в панели) выполнять удобнее, но такие панели имеют меньшую плотность пор-
тов. К панелям с высокой плотностью портов кабеди подключаются с обратной
стороны, что не всегда удобно. Небольшие панели (высотой 1-2U) перед монта-
жом можно вынимать из рамы, но с большими панелями такой вариант не про-
ходит и приходится буквально залезать внутрь шкафа. В модульных панелях
каждое гнездо RJ-45 устанавливается в свое окно, и для монтажа (и исправления
ошибок) его можно вынуть индивидуально.
При выборе размера и компоновки шкафа обязательно следует предусматривать
место дЛя укладки коммутационных и сетевых шнуров. Между коммутационны-
ми панелями и лицевыми панелями активного оборудования необходимо уста-
навливать «организаторы» кабелей — полки, панели с кольцами и т. п. Удобны в
228 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
эксплуатации широкие шкафы, у которых есть пространство между боковыми
краями передней панели и боковыми стенками. Это пространство можно снаб-
дить направляющими кольцами (скобами) и использовать для укладки шнуров.
Передняя панель шкафа должна располагаться довольно глубоко (хотя бы на
10 см от дверцы), иначе после установки шнуров и нескольких перекоммутаций
дверца уже не закроется.
Аппаратные комнаты отличаются тем, что в них устанавливается относи-
тельно крупное оборудование (серверы, дисковые системы, телефонные станции
и т. п.). Для него требуется большая площадь (объем), большая мощность пита-
ния и кондиционирования. Это оборудование обычно подключается с помощью
довольно длинных сетевых шнуров. Наличие распределительных панелей в ап-
паратных комнатах необязательно, они могут располагаться в соседних телеком-
муникационных помещениях. Возможно и совмещение аппаратных и телеком-
муникационных помещений с' распределителями различных уровней.
5.4.	Документирование
и администрирование СКС
Документирование и администрирование кабельной системы является необхо-
димым условием для реализации провозглашаемой универсальности и гибкости
СКС. В этой области действует американский стандарт TIA/EIA-606, на кото-
рый непосредственно ссылается 568-А. Стандарты 11801 и 50173 в области ад-
министрирования ограничиваются только краткими установками.
Документирование подразумевает наличие поэтажных планов или строитель-
ных чертежей помещений, охваченных СКС. На этих планах должны быть обо-
значены места расположения всех элементов СКС:
я точек кабельных окончаний — абонентских розеток, переходных точек,
распределительных панелей;
Я кабелепроводов — коробов, лотков, труб, каналов и т. п;
я мест расположения коммуникационного оборудования — стоек, шкафов.
Каждое из этих мест должно иметь уникальный идентификатор (цифро-бук-
венный), по которому на него можно ссылаться и легко найти на плане. Кабеле-
проводы, имеющие ответвления, должны иметь отдельные идентификаторы для
каждого сегмента. (
Каждый элемент СКС должен быть промаркирован — на него должен быть на-
несен присвоенный ему уникальный идентификатор. Маркировка абонентских ро-
зеток должна быть хорошо видимой. Маркировка кабелей должна быть нанесена с
обоих концов. Кабель, состоящий из отрезков с одинаковым числом элементов, со-
единенных сплайсами, с точки зрения администрирования считается одним.
Для удобства ориентирования в элементах СКС применяют цветовое кодиро-
вание, стандарт TIA/EIA-506 предусматривает обозначение подсистем, приве-
денное в табл. 5.32.
В документации должен быть список всех элементов СКС с указанием их ти-
пов (характеристик). Кабельная проводка описывается журналом кабельных со-
5.4. Документированием администрирование СКС 229
единений, где для каждого кабеля, обозначенного своим идентификатором, ука-
зываются конечные точки, тип, длина, а также трасса прокладки (список
идентификаторов кабелепроводов, по которым он проходит). Если кабель тести-
ровался, делается пометка о результатах испытаний (годен/негоден). В случае
повреждения кабеля в журнале фиксируется и этот факт. Протоколы испытаний
хранятся в отдельном документе, листы протокола привязываются к кабелям по
тем же идентификаторам.
Под администрированием подразумевается организация использования смон-
тированной, тестированной и задокументированной кабельной системы для
удовлетворения потребностей абонентов СКС. Администрирование включает и
планирование, производство и документирование изменений в СКС. Текущее
администрирование в основном связано с коммутацией линий, с ним связано ве-
дение журналов.коммутации. В этих журналах фигурируют идентификаторы
портов (интерфейсов) кабельной системы и коммуникационного оборудования.
Если считать, что кабельная система «развернута лицом к пользователю», то
журналы коммутаций логично вести на основе списка интерфейсов кабельной
системы. Журналы могут вестись в виде таблиц. Для горизонтальной системы
каждому интерфейсу (то есть абонентский двдщи) ставится в соответствие порт
активного оборудования (или магиедрадьар^ ЛИНИЯХ £ крторымлн коммутирует-
ся. В соответствии с этой загщ§ыр устайаадайается еётмЬой илц ^согиыутационный
шнур. Для учета занятости портов оборудования (магистральных линий) полезна
и обратная таблица. Для поддержания взаимного соответствия таблиц логично ис-
пользовать электронный способ ведения журналов, что не отменяет и их бумаж-
ных копий. Кроме соответствия списков, необходимо, конечно же, и обеспечение
соответствия планируемой и реально установленной коммутации. Дисциплина
проведения всех изменений должна быть строгой, поскольку ошибки коммутации
обычно приводят к простоям в работе пользователей, а при плохом администри-
ровании поиск и устранение этих ошибок может занимать много времени.
Таблица 5.32. Цветовая кодировка подсистем СКС
Назначение	Цвет
Пограничные области между подсистемами	Оранжевый
Сетевые соединения со стороны пользователей	Зеленый
Общее оборудование	Пурпурный
Магистраль первого уровня	Белый
Магистраль второго уровня	Серьщ
Горизонтальные кабельные линии	Синий
Магистраль между зданиями	Коричневый
Дополнительные цепи	Желтый
Телефонные системы общего назначения	Красный
Обслуживание и документирование коммутаций в больших сетях становится
хлопотной задачей. А если документирование не ведется, то вчсакой-то момент
может оказаться, что проще разобрать всю коммутацию и собрать ее снова «с чис-
того листа», чем разобраться в сделанном (особенно чужими руками). Правда, на
время этого наведения порядка пользователи будут лишены коммуникаций.
230 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Интересным решением проблемы управления коммутацией является система
PatchView, предложенная фирмой RIT Technologies. Здесь коммутационные па-
нели наделяются средствами контроля и индикаторами состояния каждого порта,
с помощью которых система «руководит» действиями человека, осуществляю-
щего перекоммутации с помощью внешних шнуров. В этих панелях используют-
ся 10-контактные модульные розетки, а шнуры с соответствующими вилками
имеют дополнительный 9-й провод. Сканер, входящий в состав системы интел-
лектуальных панелей, отслеживает положение каждого шнура. Светодиодный
индикатор у каждого гнезда подсказывает оператору, что нужно делать: вынуть
или вставить шнур. Сканер имеет возможность взаимодействия со станцией ад-
министратора сети по протоколу SNMP. Информация о переключениях, собран-
ная со всех панелей коммутационных центров, передается по локальной сети
(или через модем) на станцию управления и попадает в базу данных. После пла-
нирования изменений, вносимых с помощью удобного интерфейса, система ру-
ководит действиями оператора й фиксирует их правильность или ошибочность.
Система PatchView включает коммутационные панели различной емкости и ти-
пов — обычные и бесшнуровые, модули сканеров И программное обеспечение
(вот что может скрываться за термином «пассивное оборудование»), В полной
мере прелестями, «электронного администрирования» PatchView можно вос-
пользоваться лишь при реализации схемы кросс-коммутации. Однако эта схема
для технологии Gigabit Ethernet Не Йриветствуется.
5.5.	Практика монтажа кабельных
систем
Кабели чаще всего прокладывают в кабелепроводах. Закрепление кабеля скобка-
ми неросредственно к стене почти не практикуется из-за нетехнологичности и
неэстетичного внешнего вида. Проводку на коаксиальном кабеле таким спосо-
бом выполняли довольно часто, поскольку шинная топология не предполагает,
сбора в одном месте большого пучка кабелей.
В открытые лотки кабели просто укладывают, для закрытых (короба, трубы)
приходится применять протяжку. Для протяжки кабелепроводы должны иметь
открытые части (окна). При протяжке есть риск повредить кабель; порезать об
острые кромки кабелепроводов, вытянуть по длине (вплоть до обрыва). Протяж-
ка по прямолинейным участкам выполняется относительно легко, на поворотах
возникает сильное трение. При протягивании должны соблюдаться требования к
минимальному радиусу закругления (см. ниже). За один заход можно протяги-
вать отрезок не более 30 м (для 4-парного кабеля витая пара) не более чем с дву-
мя поворотами по 90°.
Кабели требуют соблюдения минимального радиуса изгиба и в рабочем поло-
жении. Если для медных кабелей нарушение этих требований приводит только к
ухудшению передаточных характеристик, то для оптических вероятен и обрыв
волокна. Ограничения на минимальный радиус задаются как стандартами СКС,
так и производителями для конкретных кабелей. Рекомендуется соблюдение и
тех, и,других ограничений.
5.5. Практика монтажа кабельных систем 231
Стандарт 568-А определяет минимальный, радиус изгиба:
№ Для UTP 4-парного — 4 диаметра оболочки (около 2,5 см).
® Для UTP многопарного — 10 диаметров оболочки.
	Для STP Туре 1А — 7,5 см Для кабеля non-plenum, 15 см для кабеля plenum.
Ш Для оптоволоконного — 10 диаметров оболочки без растягивающей на-
грузки, 20 диаметров при растягивающей нагрузке. Для любого волокна
радиус Изгиба должен быть не менее 3 см.
Стандарт 11801 для медного кабеля 100 и 120 Ом определяет три варианта:
’ Ж При протягивании — 8 диаметров.
ж В установленном положении — 6 диаметров для вертикальных и 4 диамет-
ра для горизонтальных кабелей,
	Для кабеля STP и оптоволоконного требования те же, что и в 568-А.
На горизонтальных участках кабели должны поддерживаться опорами шири-
ной не менее 2,5 см, расстояние между опорами — не более 1,5 м, идеальный ва-
риант — сплршное основание (стенка) корова или лотка., Соблюдение этих пра-
вил предохраняет кабель от деформации при провисании. В вертикальных
участках проводки кабели следует закреплять по трассе, не допуская вытягива-
ния под действием собственного Веса и чрезмерного передавливания в точках
крепежа. Для кабелей витая пара рекомендуется вертикальный шаг закрепления
не менее 1,5 м. При связывании кабеля в жгуты не следует его излишне передав-
ливать. ’ _	>
Современная технология отделки стен плитами из гипрока (гипсокартона),
устанавливаемыми на вертикальные стойки обрешетки, позволяет легко прокла-
дывать кабели от розеток вертикально вверх, где они дальше могут быть уложе-
ны над подвесным потолком в желобах, трубах, каналах или просто лежать на
потолке. Из комнаты пучок кабелей обычно выходит в коридор, где он уклады-
вается в магистральный короб или Лоток большого сечения.
При прокладке кабелей удобно использоваться различные специальные при-
способления:
Ж Кондукторы (пластиковые или стальные проволочные) для прохода через
закрытые участки кабелепроводов (трубы).
№ Телескопические «удочки» для прокладки кабелей над фалыПпотолком —
с одной позиций такой «удочкой» можно пробросить Кабель сразу на 3-5
метров.
•	Сверла на гибком тросе — позволяют, например, через отверстие в' стене
из гипрока, предназначенное для монтажной коробки, просверлить верти-
кальное отверстие за гипроком.
После прокладки кабелей приступают к их маркировке, разделке и оконцов-
ке. Кабели имеют маркировку длины — через определенные интервалы (2 фута
или 1 м) на их оболочке наносятся соответствующие числа. Этой маркировкой
не рекомендуется пользоваться для точного измерения длины линий, однако она
помогает при монтаже — числа, ближайшие к концам, можно использовать для
232 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
идентификации кабеля. В этом плане удобнее футовая маркировка — она нано-
сится через 61 см (2 фута) и имеет обозначения вида «1234567 FT», а метриче-
ская — через 1 м. Однако эта маркировка не заменяет основную маркировку, ис-
пользуемую при документировании' и администрировании СКС. Основную
маркировку (наклейки, клипсы, бирки) необходимо установить на обоих концах
каждого кабеля.
Раскладка проводов «правильного» кабеля на «правильные» коннекторы вы- '
полняется легко и безошибочно. Обычно блоки коннекторов (S110, Krone и т. п.)
имеют цветовую маркировку (пары разделываются на соседние контакты). Если
цвета идут в стандартном порядке (синий, оранжевый, зеленый, коричневый), то
каждая пара будет начинаться с белого провода. Это правило облегчает разделку
проводов, однако на «нефирменных» розетках от него встречаются отклонения.
В лучшем случае их можно определить по цифровой маркировке контактов ро-
зетки (если таковая имеется на печатной плате), в худшем — только прозвонкой
с помощью тестера. Маркировка, а также соответствие контактов- разделки кон-
тактам розетки зависит от стандарта, для которого предназначен данный коннек-
тор (Т568А, Т568В или USOC).
Важную роль в монтаже сети, особенно при оконцовке кабелей, играет приме-
нение «правильного» инструмента. Если несколько кабелей можно кое-как
оконцевать «на коленке» (даже модульную вилку на кабель UTP можно наса-
дить с помощью отвертки вместо обжимного инструмента), то при серьезной ра-
боте на качественный результат приходится использовать довольно дорогой
фирменный инструмент.
Для разделки кабелей применяют стриперы (stripper — инструмент для «раз-
девания»), Они позволяют подрезать и снимать отдельные слои изоляции (а у
коаксиального кабеля и экранирующие оплетки). Универсальные стриперы име-
ют набор ножевых прорезей с разными зазорами. Специализированные стрипе-
ры предназначены для разделки кабеля определенного типа. Обжимные инстру-
менты' (crimp tool), или кримперы (crimper), применяются для механического
закрепления (без пайки) контактов на проводниках, а также некоторых типов опти-
ческих коннекторов. Кроме этих общеприменимых инструментов существуют и
специальные ударные инструменты (impact tool) для заделки проводов в IDC-
коннекторы, а также специфические инструменты для оптических коннекторов.
Подробнее они рассматриваются в главах, посвященных конкретным типам кабелей.
Для проверки качества монтажа сети необходима тестовая и измерительная
аппаратура. Электрическую проводку можно, конечно, проверять и обычным
тестером (омметром), но полная прозвонка даже одного четырехпарного кабеля
требует заметных затрат времени. При монтаже большой сети без специальных
тестеров не обойтись. Подробнее об этой аппаратуре сказано в 3.3.4 и 4.10.
При работе в больших помещениях для облегчения совместной работы мон-
тажников требуются средства голосовой связи. Пользоваться штатной телефон-
ной сетью здания удается не всегда — ее еще может и не быть. Очень удобны
портативные радиостанции (walkie-talkie), особенно оснащенные микротелефон-
ной гарнитурой, — при их использовании руки у монтажника остаются свобод-
ными, и вид солидный. Затраты на такие средства связи со временем окупаются
повышением производительности труда, а также снижением затрат на аренду до-
рогой измерительной аппаратуры. Телефонисты при разделке магистральных
5.5. Практика монтажа кабельных систем 233
кабелей используют две телефонные трубки — для организации связи нужно
найти одну пару проводов. Для работы с оптоволоконными линиями существу-
ют специальные телёфоны, обеспечивающие связь по одному или двум волокнам
(возможность связи включена в некоторые модели оптических тестеров).
Работу по монтажу кабельной системы можно существенно упростить, если
пользоваться различными модульными системами. Это, например, DataThin
фирмы Krone, PypeLine CHAMP фирмы АМР и ряд других. В них входят много-
парные (многоволоконные) кабели, фабрично оконцованные многоканальными
соединителями, а также модули абонентских розеток и коммутационных пане-
лей. Развертывание сети при этом сводится к прокладке кабелей, установке моду-
лей в требуемых местах и соединению разъемов. Специальный инструмент для
оконцовки не требуется. Сложности могут возникнуть при протягивании кабеля
с многоканальным коннектором — не во всякий канал он пролезет. В качестве
коннекторов для медных кабелей используются стандартные 25-парные Telco,
но они слишком громоздкие. Ряд фирм выпускает собственные компактные со-
единители с высокими передаточными характеристиками. Оптические кабели
могут быть оконцованы и одиночными разъемами, которые на время протягива-
ния защищаются специальными муфтами. Стоимость модульных систем (по ма-
териалам) выше, чем обычных, но их применение может быть экономически
целесообразным. Их назначение — позволить быстро смонтировать сеть, воз-
можно, на короткое время эксплуатации. Они удобны и в тех случаях, когда часто
меняется расположение оборудования (например, на выставках, съемочных пло-
щадках).
5.5.1. Пожаробезопасность кабельной проводки
Кабели, как электрические, так и оптические, выпускаются в оболочках из мате-
риалов различной степени воспламеняемости (flammability) и выделения ядови-
того дыма (smoke generation). К сожалению, диэлектрические и огнестойкие
свойства материалов противоречат друг другу — пожаростойкие кабели могут
иметь худшие передаточные характеристики (особенно задержку распростране-
ния сигнала и ее перекос). Проблема обеспечения пожаростойкости решается
по-разному: пожаростойкий материал может использоваться для изоляции и
проводников, и оболочки; только оболочки или оболочки и нескольких (не всех)
пар. Последний вариант имеет большой перекос задержки. В качестве пожаро-
стойких диэлектрических материалов применяют фторированный этиленпропи-
лен FEP (Fluorinated Ethylene Propylene), имеющий торговые названия тефлон,
неофлон; поливинилидинфторид PVDF (polyvinylidene fluoride) и некоторые
другие. Обычные кабели имеют изоляцию из полихлорвинила ПХВ (PVC — ро-
lyvinylichloride) или полиэтилена. Для различных условий прокладки выпуска-
ются следующие типы кабелей:
в Кабели с обозначением plenum или PR (Plenum Rated) являются самыми
пожаростойкими. Огонь по ним не распространяется даже под действием
ветра, по американским нормам они допустимы для прокладки в воздухо-
водах без дополнительных несгораемых коробов. При горении они не вы-
деляют токсичных газов.
234 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
и Кабели с обозначением riser имеют низкую степень воспламеняемости,
они применимы для прокладки между этажами (в шахтах, вертикальных
каналах) — по ним огонь распространяться не будет.
9. Кабели с обозначением LSZH (Low Smokie Zero Halogen) при горений вы-
деляют малое количество дыма и не выделяют ядовитых галогенов (хлора).
ж Кабели без этих обозначений (общего применения), или явно обозначен-
ные как non-plenum, применяются для горизонтальной проводки. Их про-
кладка в межэтажных переходах и воздуховодах без огнестойких коробов
или труб не допускается. Прокладка таких кабелей в полостях стен без ко-
робов по |мериканским стандартам не допускается.
Трассы магистральных кабелей часто проходят через стены, относящиеся к
разным категориям противопожарной безопасности. Места прохода Кабелей че-
рез перекрытия и стены могут стать каналами для быстрого распространения
огня и токсичных газов в случае пожара. Чтобы этого не происходило, кабельные
каналы, проходящие через несгораемые стены (особенно брандмауэры) и пере-
крытия, должны иметь уплотнения ид огнеупорных материалов. Для уплотнения,
в зависимости от размера отверстия и свободного сечёния канала, используются
различные прокладки, стерж!ни, подушки, листы, ленты, шпатлевки и т. п. Огне-
стойкое уплотнение должно выдерживать воздействие огня не хуже (по темпера-
туре и времени), чем стены и перекрытия, в которых оно устанавливается. В та-
ком случае кабельные каналы не станут слабым местом здания.
К сожалению, требования противопожарной безопасности для слаботочной
проводки зачастую игнорируют (к силовому электропитанию обычно подходят
строже), но грамотные профессиональные инсталляторы должны иметь пред-
ставление об этой проблеме и существующих способах ее решения. Конечно, со-
блюдение этих правил приводит к удорожанию инсталляции, но солидный за-
казчик скорее всего отнесется к Дополнительным затратам с пониманием.
5.6. Тестирование, сертификация
и гарантии
Инсталлятор кабельной системы обычно берет на себя определенные гарантий-
ные обязательства. Ряд крупных мировых производителей компонентов СКС
(AMP, Lucent Technologies, Siemon, MOD-TAP, Krone) предлагают гарантии на
кабельные системы, установленные их официальными партнерами, от своего
имени. Гарантии различаются сроками действия (10, 15, 16, 25 лет — кто боль-
ше?) и тем, что же Все-таки гарантируется. Большинство фирм гарантирует, что
при соблюдении заказчиком определенных условий эксплуатации кабельная
система будет удовлетворять требованиям одного из стандартов на СКС — Т1А/
EIA-568A+TSB67, ISO 118Q1, EN 50173. Это означает, что передаточные пара-
метры линий и каналов не выйдут за оговоренные нормы и компоненты не раз.-
валятся (стихийные бедствия, пожары и военные действия не предусматривают-
ся). Некоторые фирмы (например, Lucent Technologies) гарантируют работу
приложений определенного класса (например, Fast Ethernet, ATM 155 Мбит/с,
5.6. Тестирование, сертификация и гарантии 235
Gigabit Ethernet). Конечному Пользователю может быть интересно и то, и дру-
гое; Следует учитывать динамику прогресса в течение гарантийного срока мо-
гут появиться несколько поколений сетевых текнологий, но какие требования
они предъявят к кабельной системе, можно лишь гадать. Так, например, с прице-
лом на Gigabit Ethernet стали делать компоненты пока не существующих катего-
рий 6 и 7, а разработчики этой технологии ухитряются ее «запихнуть» в катего-
рии 5е и даже 5.
Условия предоставления «фирменных» гарантий, как правило, различаются
незначительно:' это применение официально купленных компонентов данной
фирмы, проектирование и монтаж специалистами, сертифицированными данной
фирмой, соблюдение правил эксплуатации и т. п. Гарантийные обязательства
(выезд специалистов на объект) выполняются организацией-инсталлятором, а
если она прекратит свое существование, то ближайшим региональным предста-
вителем фирмы. Для предоставления гарантии смонтированная СКС должна
быть сертифицировала и задокументирована в соответствии ср стандартами,
принятыми фирмой. Сертификация, как правило, выполняется организацией-
инсталлятором, имеющей право и на эту деятельность.
 Солидные организации-инсталляторы практикуют предоставление гарантий
и от своего имени. В этом случае у инсталлятора больше свободы выбора компо-
нентов и способов их приобретения, но и больше технических проблем и ответ-
ственности. При этом у инсталлятора больше и, риска — несмотря на стандарти-
зацию компонентов, даже соблюдая формальные требования, при определенных
условиях можно полуйить линии, не укладывающиеся в требования стандарта
(но приложения при этом могут успешно работать). Когда за спиной у него сто-
ит крупная фирма с исследовательскими лабораториями и большим практиче-
ским опытом, выпускающая выверенные руководящие материалы, риск невелик.
Сертификация СКС — это документальное подтверждение соответствия
СКС требованиям того или иного стандарта. Сертификация опирается на ре-
зультаты тестирования кабельной системы. В России пока нет явных требова-
ний по форме сертификации в плане передаточных характеристик линий (мож-
но найти требования по гигиене, пожарноц безопасности и т. п,). Сертификация
выполняется по договоренности заказчика й инсталлятора. Фирменные инстал-
ляторы выдают сертификаты от имени своих родительски^ фирм. Независимые
инсталляторы могут пригласить независимого сертификатора, который произве-
дет испытания и зафиксирует это документально.
Что больше устраивает заказчика в плане предоставления гарантий и серти-
фикации — вопрос неоднозначный, особенно для нашей страны с непредсказуе-
мой экономикой и политикой.
Тестирование СКС предполагает измерение передаточных характеристик ли-
ний или каналов. Схема тестирования определяется выбранной моделью — ли-
ния в 11801/50173, базовая линия или канал в 568-A+TSB-67. Канал больше ин-
тересует конечного пользователя, базовая и постоянная линия удобна для
инсталлятора кабельной системы, который окончательной сборкой сети (уста-
новкой оборудования и коммутацией) не занимается.
Для медных кабелей тестирование разделяется на статическое (параметры
постоянного тока — правильность соединений, сопротивление петли и изоля-
ции). и динамическое (отсутствие расщепленных пар и частотные зависимости
236 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
параметров передачи), подробнее о них говорилось в 3.3.4. Статические испыта-
ния не требуют дорогих приборов, но не дают исчерпывающих сведений б лини-
ях. Для проведения динамических испытаний требуется дорогая измеритель-
ная аппаратура, с помощью которой можно получить значения всех параметров,
специфицированных выбранным стандартом. Приборы для динамических испы-
таний позволяют легко находить неисправности — их локатор дает довольно
точное расстояние до точек аномалий (короткое замыкание, обрыв). Для оптиче-
ских линий, как правило, ограничиваются статическими измерениями — прове-
ряют затухание и возвратные потери. Современные приборы позволяют быстро
выполнять последовательность выбранных тестов в автоматическом режиме. Ре-
зультаты (годен—негоден и конкретные значения) выводятся на индикатор и
хранятся во внутренней энергонезависимой памяти, откуда могут быть переданы
на принтер для печати или в виде файла в компьютер. Пример реального прото-
кола испытания линий на соответствие классу D прибором Fluke DSP-100
приведен в табл. 5.33, протокол снабжен подстрочным переводом. При соот-
ветствующей настройке принтера параметры одной линии умещаются на одном
печатном листе. Обратим внимание на случайные значения в строках «Frequen-
cy» (частота) — прибор снимает характеристику во всем диапазоне (до 100 МГц),
но показывает самые худшие точки. В строках «Margine» для них указывается
запас по отношению к допускам стандарта.
При тестировании большой кабельной системы возникает вопрос об объеме
тестирования — полное или выборочное. В принципе, если линия собрана из ка-
чественных компонентов без нарушений правил монтажа и длины линий, она ав-
томатически будет годной. Можно проверять только линии с длиной, близкой к
предельной, — если они в допуске, то и более короткие тоже будут в допуске.
Правда, имеется и проблема коротких линий: при длине линии менее 15 м из-за
резонансных явлений и отражений от коннекторов параметр NEXT иногда выхо-
дит из норм допуска. К счастью, это происходит не со всеми кабелями и коннек-
торами. Обязательно необходимо тестирование линий, проложенных с наруше-
нием правил (например, длина более 90 м). Возможность полнообъемного
тестирования определяется и производительностью кабельного тестера — напри-
мер, прибор Fluke DSP-100 тестирует одну линию всего за 17 секунд. При долж-
ной организации и экипировке (подготовка журналов, планов помещений, осна-
щение радиостанциями) тестирование 240 линий бригадой из 4 человек заняло 5
часов. За это время были определены и устранены несколько мелких неисправ-
ностей — ошибки в раскладке проводов и короткое замыкание, вызванное за-
щемлением кабеля крышкой короба.
,	Таблица 5.33. Протокол испытания кабельной линии
RAMEC	Test Summary: PASS
Владелец прибора	Общий итог теста капала: PASS —прошел,
FAIL — не прошел
SITE: SS GUP VODOKANAL
ZASTAVSKAYA, 33, BLD 30
Место тестирования (название и адрес
объекта)
Cable ID: 01
Идентификатор канала (графа «Маркер» журнала
кабельных соединений)
5.6. Тестирование, сертификация и гарантии 237
OPERATOR: SERGEY V, MEDNIKOV 
Оператор: Сергей Медников
NVP: 69.0% FAULT ANOMALY
THRESHOLD: 15%
Нормативная скорость распространения
сигналав кабеле: 69% скорости света,
порог аномалий 15 %
Date / Time: 29.01.98' 00:49:41
Дата/время
Test Standard: ISO/IEC11801. Class D
Стандарт тестирования; ISO/IEC11801 Class D
average Cable temperature: n/a
Средняя температура кабеля: тестом не
регламентируется
CABLE INSIDE CONDUIT: N?A ,
Кабель в Металлическом кабелепроводе
или нет: стандартом не,регл^ентируётся
FLUKE1* DS Р-10 О	- 67*2 ООО 7
Модель и серийный нойер' тестера
Wire Мар
BASS	-у -	, <	- ~	:-
Result ‘	• )
Cable Type;: UTP 100 Ohm Cat 5
Тип .кабеля: неэкранированиая витая пара,
импеданс 100 Ом, Категория 5 (до 100 МГц)
зГайШаЖ-ШЙЬ»: '3.22
Ве'рсия стандарта: 3.22
Software Version: 3.0	,
Версия программного обеспечения Тестера
RJ-45 RIN 12345673S
 • -	'	-Д.-.р | |' 1 1>'ф. |	'
RJ-45 PIN	3 4.-5<6,-7'8	• со-
Карта соединения контактов разъемов дакондах. канала
' ₽&it	.	'	1,2'	3^6	4,5	7,8
Пара проводов, для которой выполняются следующие тесты (обозначена по номерам контактов)		
Impedance (ohms.)	'	106 '	110 Limit Швп&)  Л- --г-.	cost	г »-80*l®S‘«^-120. Result . .	,4 . Д	4 »ss; ‘’..гйШ	107 • 80-120 PASS'	109 - 80-120 PASS i
Импеданс, Ом; пределы; результат		‘i
Length (m|	г'43-4 Limit (m)	'.-v ;	V ли УЖ-Г .'W^O Result ,	' PASS PASS	.109.0 PASS	42.4- .	'	, 100.0., PASS ' ” •
Длина пары (электрическая), м; предел; результат ' , <	,‘J'	' _	"	' ' ‘ J	, - . "• j	v“”' < Prop. Delay (ns)	206>210 Limit (ns)	’	'	180'0 ' iOOtT Result	'	,	• -	.	PASS 'PASS	,'•206 1000 PASS	205 1000 PASS	'
Задержка распространения Сигнала, Нс; предел; результат		
Delay Skew (ns)	' '	3 •	5 Limit (ns) ’	.	'	50- ’	50 Result	_	PASS PASS	1 50 PASS	0 50 PASS
Отклонение задержки от минимальной (перекос), нс; предел; результат		
Resistance (ohms) Limit (ohms)	’ 7,6 40.0	9.9 40.0	7.5 40.0	7.7 40.0
Result	-PASS	PASS	PASS	PASS
Активное сопротивление петли пары? Ом; предел; результат.
Attenuation (dB)	8.7	8.6	8/3	8'з
Limit (dB)	23.2	23.2	23.2	23.2
Margin (dB)	14.5	J4.6	14.9	14.9
Frequency (MHz)	100.0	100.0	100.0	100.0
Result	PASS	PASS	PASS	PASS
Attenuation — затухание, дБ — наихудшее значение по отклонению от допустимого предела в
тестируемом диапазоне частот (до 100 МГц); Limit — допустимый предел затухания на этой
частоте; Margin — запас для данной частоты, Frequency — частота, на которой наихудшее,
значение; Result — результат теста
238 Глава 5. Кабельные системы локальных сетей
Return Loss (dB)	17.9	23.4	23.9	24.0	
Limit (dB)	10.0	18.0	18.0	18.0	
Margin (dB)	7.9	5 >4	5.9	6.0	
Frequency (MHz)	(	99.4	5.6	5.9	10.0	
Result	PASS	PASS	PASS	PASS	
Ослабление отраженного сигнала, дБ. Строки Limit,		Margin	, Frequency и		Result
трактуются аналогично предыдущим					
Pairs	1,2-	1,2-	1,2-	3,6-	3,6-	4,5-
	’ . 3,6	4,5	7,8	4,5	7,8	7,8
Пары, между которыми выполняются следующие тесты
NEXT (dB)	42.9	45.6 Limit (dB)	26.3	29.9 Margin (dB)	,	16.6	15.7	’ 45.4 1 27.6 17.8	44.6 26.3 18.3	70,7. 50.1 20.6	36.4 30.4 ё.О
Frequency (Mhz)	'	75,‘-8	44.7 ’58.8	71.9 Result	PASS' PASS PASS' PASS Ослабление перекрестной помехи, дБ. Строки Limit, Margin, Frequency трактуются аналогично предыдущим	<	>			2.3 PASS И Result	41.. 3 PASS
NEXT @ Remote (dB)	‘	42-.3	4>.8 Limit (dB) <	24.9	32.0	44.8 27.7^	50.7 '31.8	' 45.7 27.3	44.4 34.4
Margin (dB)	•	/• IJ^V^ W		>8.9	18.4	10.0
Frequency (Mhz)	W Result	PASS PASS Ослабление перекрестиойпомехисосто]»иы,,удалетщого ко дБ. Строки Limit, Margin?,	sji PASS	..J32.6- 6,0.9	22.4 PASS	PASS 'PASS увечном направлении), Логично предыдущим		
ACR (dB)	53.8	54.4	47.5	46.6	- 57.5	44.6.
LiMt (dB)	4 Ш /Jfif 1	f, 2.4-2..	,«22.4	34.5	34.0 ,
M^gin--<B> ’			' ’^4.2	23.0	10.6
Frequency (Mhz)	f	/ ’ j- ' '	***”'O'	* 28.6	' 33.2	10.6	11.2
Result	PASS PASS	PASS	PASS	PASS	PASS
Отношение затухания сигнала к ослаблению помехи, дБ. Строки Limit, Margin, Frequency
и Result трактуются аналогично предыдущим
ACR @ Remote (dB)	-	60.8	43.3	47.2'	46.1	57.3	40.6
Limit ' (dB)	37.3	23.0	24.3 .	22.6	34.3	27.0
Margin (dB)	23.5	20.3	22.9	23.5	23.0'J	13.6
Frequency (Mhz)	7.2	31.3	28.4	32.6	10.9	22.3
Result	PASS	PASS	PASS	PASS	PASS	PASS
Отношение затухания сигнала к ослаблению помехи во встречном направлении, дБ." Строки
Limit, Margin, Frequency, и Result трактуются аналогично предыдущим
ЧАСТЬ HI
Сетевые
технологии
локальных сетей
\^етевые технологии реализуют два нижних уровня модели OSI. К технологи-
ям локальных сетей относятся Ethernet, TokenRing, 100VG, ARCnet, к ним тяго-
теет и «дальнобойный» FDDI. Две старейшие технологии Ethernet и Token Ring
представляет два противоположных подхода: .вероятностный и детерминиро-
ванный доступ. Их борьба и сосуществование гф«рлящются и поныне, ведущие
производители выпускают оборудование для обейх технологий, ТехнологиЯ’ДТ-
hemet применяется шире, поскольку она проще, а потому и дешевле. Остальные
технологии постепенно «вымирают», не Находя массовой поддержки. В нашей
стране .подавляющее бодьишнст^е^сет^^эд^адийв^дотию Ethernet, в
остальном мире присутствде^То1^^Ш^®Ж^й^в'1Е^^^Йчение технологией
ATM в локальных сетях (вплоть до рабояих мест), похоже, проходит — ее место
определилось в маптст^ляк болер широкомасштабных сетей.
да дададанокда
ТехноВгВ
' Ethernet
Ветераном сетевых технологий (архитектур) является Ethernet — эта специфи-
кация была предложена фирмами DEC, Intel и Xerox в 1980 году и несколько
позже на ее основе появился стандарт IEEE 802.3. По первым буквам названий
этих фирм образовано сокращение DIX, фигурирующее в описаниях этой техно-
логии. Слово Ether (эфир) в названии технологии обозначает многообразие воз-
можных сред передачи. Первые версии — Ethernet vl.O и Ethernet v2.0 предна-
значались только для коаксиального кабеля, стандарт IEEE 802.3 рассматривает
и иные варианты среды передачи — витую пару и оптоволокно. Сейчас под на-
званием Ethernet подразумевают стандарт IEEE 802.3 (скорость 10 Мбйт/с). В 1995
году был принят стандарт IEEE 802.3u — Fast Ethernet co скоростью 100 Мбит/с, a
в 1997 году IEEE 802.3z — Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с). Осенью 1999 года
принят стандарт IEEE 802.3ab — Gigabit Ethernet на витой паре категории 5. По-
пулярные разновидности Ethernet обозначаются как 10Base2, 100BaseTX и др.
Здесь первый элемент обозначает скорость передачи, Мбит/с. Второй элемент:
Base — прямая (немодулированная) передача, Broad — использование широкопо-
лосного кабеля с частотным уплотнением каналов. Третий элемент: округленная
длина кабеля в сотнях метров (10Base2 — 185 м, 10Base5 — 500 м, хотя в 1Вазе5
длина до 250 м) или среда передачи (Т, ТХ, Т2, Т4 — витые пары, FX, FL, FB, SX и
IX — оптоволокно, СХ — твинаксиальный кабель для Gigabit Ethernet). Эти раз-
новидности будут рассмотрены ниже, за исключением «древнего» варианта 1Ва-
se5 и 10Broad36 на 75-омном коаксиальном кабеле, которые в настоящее время
встречаются редко.
Технология Ethernet основана на методе множественного доступа к среде пе-
редачи с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий — CSMA/CD. Суть
242
Глава 6. Технология Ethernet
этого метода опишем применительно к «классической» версии Ethernet (10 Мбит/с
на коаксиальном кабеле) и рассмотрим более поздние вариации. -
6	.1. Метод доступа CSMA/CD
Каждый узел сети имеет сетевой адаптер — схему, реализующую метод CSMA/
CD на аппаратном (или микропрограммном) уровне. Адаптер имеет приемопе-
редатчик — трансивер, подключенный к общей (разделяемой) среде передачи,, в
оригинале — к коаксиальному кабелю. Адаптер узла (для краткости узел),
нуждающийся в передаче информации, прослушивает линию и дожидается «ти-
шины» — отсутствия сигнала (несущей). Далее он формирует кадр (frame,
фрейм), начинающийся с синхронизирующей преамбулы, за которой следует по-
ток двоичных данных в самосинхронизирующемся (манчестерском) коде. Все
остальные узлы принимают этот сигнал, синхронизируются по преамбуле и де-
кодируют его в последовательность бит, помещаемую в свой приемный буфер.
Окончание кадра определяется по пропаданию несущей, и цо этому событию
приемники анализируют принятый кадр. Этот кадр контролируется на отсутст-
вие ошибок (с помощью контрольной последовательности бит и по длине), по-
сле чего в «хорошем» кадре проверяется адресная информация. В каждом кадре
имеется заголовок с МАС-адресами узла-источника и узла его назначения. Если
адрес назначения кадра соответствует МАС-адресу данного узла, то кадр посту-
пает на дальнейшую обработку протоколами вышестоящих уровней. Кадры, не
адресованные данному узлу, им игнорируются да аппаратном уровне адаптера,
не отвлекая центральный процессор узда. Теперь предположим, что два узла хо-
тят передать данные почти одновременно: оба дождались «тишины» и стали пе-
редавать преамбулу. Столкновение двух сигналов — коллизия — приведет к их
искажению, которое обнаруживается передатчиком. Передающие узлы, обнару-
жив коллизию, прекращают передачу кадра, после чего повторную попытку пе-
редачи сделают через случайный интервал времени (каждый через свой) после
освобождения линии. Если повторная попытка также не удалась, делается следу-
ющая (и так до 16 раз), причем интервал увеличивается. Приемник обнаружива-
ет коллизию по ненормально короткой длине (в «хорошем» кадре она не может
быть меньше 64 байт, не считая преамбулы) и такие кадры отбрасывает.
Коллизии являются нормальным, хотя и нежелательным явлением в сети Et-
hernet. Метод CSMA/CD хорошо работает лишь при общей загрузке канала
(среды передачи) до 30 %. При большей загрузке коллизии приводят к прогрес-
сирующей деградации производительности, что является слабым местом техно-
логии Ethernet. Несмотря на то, что в принципе Ethernet допускает наличие в
одном сегменте сотен (даже тысяч) узлов, при их высокой активности разумный
размер домена коллизий — группы узлов, связанных общей средой (кабелями и
повторителями), — ограничен лишь несколькими десятками узлов. Протяжен-
ность домена коллизий ограничивается временем распространения сигнала меж-
ду самыми удаленными друг от друга узлами.
Временные соотношения принято измерять в битовых интервалах bt (bit ti-
me). Битовый интервал — время, необходимое для передачи одного бита, которое
6.1. Метод доступа CSMA/CD	243
при скорости передачи 10 Мбит/с составляет 0,1 мкс. Смежные 8-битные груп-
пы называют как байтами, так и октетами.
Двоичная информация передается в манчестерском коде (см. 1.5). В середине
каждого битового интервала происходит изменение состояние в линии: от -V к
+V для единичного бита, от +V к -V — для нулевого. В начале битового'интерва-
ла изменение может быть, а может и не быть. Передатчик является источником
тока 40 мА, приемник —> детектором уровня напряжения с высоким входным со-
противлением. Узел, не передающий в данный момент, вносит нагрузку с сопро-
тивлением'более 100 кОм. Приемник и передатчик подключаются к общему ко-
аксиальному кабелю С импедансом 50 Ом, который с обоих концов оканчивается
50-омными терминаторами. Т-образные ответвления кабеля недопустимы. Два
терминатора образуют нагрузку с сопротивлением постоянному току 25 Ом, с
учетом сопротивления кабеля эта нагрузка может доходить и до 30 Ом (худший
случай, когда узел расположен в середине самого длинного сегмента). На номи-
нальной нагрузке ток 40 мА от одного передатчика вызывает падение напряже-
ния 1 В. Коллизия определяется передающим трансивером по большому уровню
(более 1,5 В) сигнала в линии, вызванному одновременной работой двух и более
передатчиков. Принятый метод доступа и способ передачи сигналов критичен к
импедансу кабеля и терминаторов. При использовании иного (например, 75 Ом)
кабеля и нарушении терминации (не два терминатора или не 50 Ом) сеть прак-
тически неработоспособна •— из-за большого сопротивления нагрузки сигнал
одиночного передатчика будет превышать порог срабатывания детектора колли-
зий. Порог срабатывания детектора коллизий (1,5“ 1,6 В) выбирается с таким
расчетом, чтобы сигнал от одного передатчика гарантированно не приводил к
срабатыванию детектора, а сумма сигналов от двух передатчиков вызывала сра-
батывание, причем для самых худших случаев. В расчете порогов фигурирует
разброс выходных токов передатчиков, максимальный входной ток приемника
(Он вызывает смещение уровня сигнала), входное сопротивление приемника,
разброс сопротивлений терминаторов, сопротивление сегмента постоянному
току (складывается из сопротивления кабеля и коннекторов). С этими расчета-
ми связаны ограничения на количество узлов в сегменте и максимальную длину
сегмента, С учетом сопротивления кабелей и коннекторов. Коллизии могут выяв-
ляться в двух режимах: в режиме передачи и в режиме приема. При выявлении
коллизий в режиме передачи (transmit mode collision detection) детектор обязан
обнаружить коллизию двух (и более) передатчиков, один из которых — его соб-
ственный. Это более легкий (в плане тонкости подбора порогов) случай. При вы-
явлении коллизий в режиме приема (receive mode collision detection) детектор обя-
зан обнаружить коллизии любых двух (и более) передатчиков, при этом «вилка»
возможных значений порогов сужается. Стандарт 802.3 для узлов, не являющих-
ся повторителями, допускает оба режима обнаружения. Если все узлы использу-
ют обнаружение в режиме передачи, то появляется возможность увеличения
длины сегмента (до 300 м в «тонком» варианте и до 1000 м в «толстом») и числа
узлов (До 100 в «тонком»). Однако повторители (см. 6.7.1) должны обеспечивать
обнаружение коллизий и в режиме приема, иначе они не смогут сообщить о кол-
лизии в другой сегмент.
В первой версии Ethernet (vl.0) уровни нормальных сигналов составляли 0 и
-1 В (full step signal), при этом в линии присутствовала постоянная составляю-
244
Глава 6. Технология Ethernet
щая сигнала. В последующих версиях стали применять двуполярные сигналы
половинной амплитуды (half step signal), и постоянная составляющая отсутствует.
Кадр начинается с преамбулы (preamble) длиной в 7 байт с кодами 10101010,
за которой следует 1 -байтный разделитель начала кадра SFD (Start Frame Delimi-
ter) с кодом 10101011. За ним следует 6-байтный адрес назначения, 6-байтный
адрес источника, заголовок, поле данных и 4-байтное поле контрольного CRC-ко-
да, с помощью которого контролируется целостность всего кадра. Заголовок и
поле данных в разных типах кадров трактуются по-разному, но их суммарная
длина не может быть меньше 48 байт и больше 1502 байт. Если требуется пере-
дать кадр с меньшим числом байт, после действительных данных вводится за-
полнитель (Pad), доводящий размер кадра до минимально разрешенного. Таким
образом, размер нормального кадра (включая адресную информацию и CRC-
код) может быть в диапазоне 64-1518 байт. Адаптер приемника способен распо-
знавать следующие ошибки кадров (конец кадра определяется по пропаданию
несущей):	«
• Длинный кадр (long, oversized) — более 1518 байт с правильным CRC-ko-
дсм. Может порождаться некорректным драйвером адаптера.
и Короткий кадр (runt, undersized) — менее 64 байт с правильным CRC-ko-
дем. Может порождаться некорректным драйвером адаптера.
Ж «Болтливый» кадр (jabber) — более 1518 байт с неправильным CRC-ko-
дом. Может порождаться неисправным трансивером (адаптером). -
Ж Ошибка выравнивания (alignment error) — кадр, длина которого не кратна
байту. Может порождаться неисправным адаптером, трансивером, кабе-
лем.
№ Ошибка контрольного кода (CRC error) — кадр правильной длины, но с
неправильным CRC-кодом. Может порождаться помехами, слишком боль-
шой длиной кабеля.
На вышестоящие протокольные уровни передаются только кадры, не имею-
щие перечисленных ошибок. Кадр, отсеченный коллизией (менее 64 байт и с не-
правильным CRC-кодом), ошибочным формально не считается, но и на обработ-
ку в вышестоящие уровни не передается.
Между кадрами должен обеспечиваться временной зазор IPG (Inter Packet
Gap) длительностью 9,6 мкс узел не имеет права начать передачу раньше, чем
через интервал IPG после определения момента Пропадания несущей. Через
0,6 мкс после окончания передачи начинается 1,4-мкс окно тестирования цепей
детектора коллизий SQE window. В это время трансивер, передавший кадр, фор-
мирует специальный тестовый сигнал SQE (Signal Quality Error), он же heartbit,
по которому адаптер определяет работоспособность детектора коллизий. Сигнал
SQE в общую среду передачи не поступает, он передается только между транси-
вером и адаптером одного и того же узла сети. Этот сигнал появился только на-
чиная с версии 2.0, и если трансивер 802.3 или v2.0 подключить к адаптеру vl.0,
он может воспринять его как сигнал коллизии и послать jam-последователь-
ность, что приведет к невозможности нормальной передачи данных.
Трансивер, как относительно независимый узел, может (и должен) контроли-
ровать работу адаптера. Если он обнаружил «болтливость» адаптера (слишком
6.1. Метод доступа CSMA/CD 245
долгое формирование сигналов передачи), он прекращает передачу в линию и
блокируется до тех пор, пока адаптер не «помолчит» определенное время. Таким
образом обеспечивается защита среды передачи от ее монопольного захвата не-
исправным узлом.
-Адаптер может считать, что ему удалось получить доступ к среде передачи,
если он не обнаружил коллизий при передаче первых 64 байт кадра, и рапорто-
вать об этом на более высокий протокольный уровень. Если он обнаружил кол-
лизию, то обязан вместо продолжения пакета послать короткую (32-48-бито-
вую) цепочку затор (jam), после чего прекратить передачу. Цель посылки
затора — дать возможность всем передатчикам, вовлеченным в коллизию, ее за-
метить. Посылкой затора обеспечивается оповещение о коллизии узлов, разде-
ленных повторителями. Ситуация, когда коллизия обнаружена позже 64-байтно-
го окна (collision window), называется поздней коллизией (later collision) и
является ненормальной для сети Ethernet.
Интервал времени до повторной попытки доступа tRT определяется через ин-
тервал отсрочки TS и случайное число t, зависящее от номера попытки п:
tRT = TSxt.
Интервал отсрочки TS называется также тайм-слотом (time slot) и составляет
512 bt. Число t является случайным целым, равномерйо распределенным в диа-
пазоне 0-2" для п == I,- 2ф’.10 и в диапазоне О-210 для п > 10. После 16 неудачных
попыток передачи адаптер отказывается от дальнейших попыток доступа, сооб-
щая о неудаче на вышестоящие уровни. Максимальное время между двумя по-
вторными попытками может доходить до 210хТ5 = 524 288 bt » 52,4 мс, минималь-
ное — 0 (сразу после зазора).
С механизмом обнаружения коллизии связаны пространственные ограниче-
ния на размер домена коллизий, обусловленные конечностью скорости распро-
странения сигнала в среде передачи И Задержками, вносимыми повторителями.
На рис. 6.2 приведена временная диаграмма действий двух узлов, заметно уда-
ленных друг от друга. Пусть узел А начал передавать кадр в момент t0A, и вскоре
появилась потребность в передаче у узла< В. Узел В будет видеть линию свобод-
ной вплоть до момента t0B, и в момент tfB ему ничто не мешает начать передачу.
Вскоре его передатчик обнаружит коллизию, и он вместо продолжения кадра
начнет передавать сигнал затора. Передатчик А обнаружит коллизию только в
момент t1A и тоже прекратит передачу кадра. Максимальное время, в течение ко-
торого передатчик А будет «беззаботно» передавать пакет, составит время tTRAmax“
= tAn+tBA — так называемое время двойного оборота по сети (round trip time). Это
время плюс время на передачу затора должно быть меньше, чем время передачи
самого короткого кадра, иначе кадры, оборванные коллизией, приемник будет
пытаться трактовать как нормальные. Таким образом, время двойного оборота
не должно превышать время передачи кадра минимальной длины. Для надежно-
сти берут еще и запас, с учетом которого время двойного оборота не должно пре-
вышать 45 мкс. Поскольку сеть симметрична, для определения ограничений до-
статочно' определить время прохождения сигнала между двумя самыми удален-
ными друг от друга узлами домена коллизий. В это время входит задержка рас-
пространения сигнала в кабеле, задержки, вносимые повторителями (если они
встречаются на пути), и время реакции адаптера на обнаружение коллизии. Это
246 Глава 6. Технология Ethernet
время не должно превышать 25,6 мкс, а для надежности следует еще оставить за-
пас в 1-5 мкс. Расстояние между максимально удаленными узлами называется
диаметром домена коллизий. Скоростные технологии — Fast Ethernet и Gigabit
Ethernet — имеют тот же механизм обнаружения коллизий, и из-за более высо-
кой частоты передачи (bt=10 нс в Fast и bt=l нс в Gigabit Ethernet) ограничения
на диаметр домена коллизий жестче. Для их смягчения в Gigabit Ethernet пошли
на увеличение минимального размера кадра. Расчет допустимых размеров сети
приведен в 6.9.
6	.2. Адресация, форматы кадров
и пропускная способность
В	сетях Ethernet могут использоваться 4 типа формата кадров:
» Ethernet II;
9	Ethernet 802.3;
Ж Ethernet 802.2;
Ж Ethernet SNAP.
Кадры этих типов имеют одинаковую систему адресации источника и получа-
теля, но различаются в трактовке последующих двух полей (заголовка и дан-
ных). Форматы кадров приведены на рис. 6.3, длина полей указана в байтах.
Преамбула Р (Preamble) и разделитель начала кадра SFD (Start of Frame Deli-
miter) не несут полезной информации (в первых версиях разделитель считался
частью преамбулы).
Поле адреса назначения DA (Destination Address) может содержать адрес одно-
го из трех типов;
Ж Уникальный МАС-адрес единственного получателя кадра (unicast ad-
dress).
й Широковещательный адрес (broadcast address), указывающий на то, что
данный кадр адресован всем увидевшим его абонентам сети.
6.2. Адресация, форматы кадров и пропускная способность 247
* Групповой адрес (multicast address), являющийся признаком, по которому
узлы могут обрабатывать интересующие их кадры.
Кадр Ethernet II (Ethernet DIX)
р	DA	SA	Туре	Data	FCS
8	6	6	2	46-1500	4
Кадр 802,3 («Raw»)
Р	SFD	DA	SA	Length	Data	FCS
7	1	6	6	2	46-1500	4
Кадр 802.2
P	SFD	DA	SA ’	Length	DSAP	SSAP	Control	Data	FCS
7	1	6	6	2	1	1	1	37-1497	4
Кадр Ethernet SNAP
P	SFD	DA	SA	Length	DSAP (AAh)	SSAP (AAh)	Control (03h)	Protoco lid	Data	FCS
7	1	6	6	2	1	1	1 /	5	37-149 2	4
Рис. 6.2. Форматы кадров Ethernet
Тип адреса задается его первым байтом (рис. 6.3):
• 00h — уникальный адрес, остальные байты задают адрес конкретного сете-
вого адаптера. Уникальность адресации адаптеров обеспечивается специ-
альным соглашением, по которому каждому производителю аппаратуры
выделяется свое значение (Одно Или Несколько) кода (Manufactorer Id) —
байты 2-3 (иногда к коду производителя относят и первый байт, имею-
щий нулевое значение). Байты 4-6 заполняются изготовителем — на нем
лежит ответственность за их уникальность (эта информация может рас-
сматриваться как серийный номер платы). Случаются и конфузы, когда
незадачливые «подпольные» производители снабжают свои изделия оди-
наковыми адресами — больше одного такого устройства в одной локаль-
ной сети работать не будет. Ряд моделей адаптеров (в комплекте с драйве-
рами) позволяет задавать МАС-адрес узла и произвольно, но в этом
случае ответственность за уникальность адресации ложится на админист-
ратора. Признаком «ручного» задания адреса должна быть единица во вто-
ром справа разряде первого байта адреса (02-хх-хх-хх-хх-хх).
Ж FF-FF-FF-FF-FF-FF — широковещательный адрес.
Ж 01-хх-хх-хх-хх-хх — групповой адрес. Идентификатором группы являются
байты 2-6.
Поле адреса источника SA (Source Address) содержит МАС-адрес узла, по-
славшего кадр. Формат адреса соответствует уникальному адресу, изображенно-
му на рис. 6.3.
Поле данных Data несет «полезную» информацию более высокого (LLC) уровня.
Последнее поле контрольного кода FCS (Frame Check Sequence) содержит
CRC-код, подсчитанный для всех полей с DA по Data включительно. Этот код
248 Глава 6. Технология Ethernet
вычисляется адаптером при передаче кадра и при приеме; CRC, подсчитанный
при приеме, должен совпасть со значением, принятым из кадра, в противном
случае кадр считается искаженным и отбрасывается.
1	2	3	4	5	6
00	XX	XX	XX	XX	XX
	Идентификатор производителя		Серийный номер		
Рис. 6.3. Адресация кадров Ethernet: а — уникальный адрес, б — уникальный произвольный
адрес, в — широковещательный, г — групповой
Промежуточные поля (рис. 6.2) трактуются в зависимости от типа кадра.
Для Ethernet II поле Туре задает тип протокола верхнего уровня, использую-
щего данный кадр. Значение поля Туре Должно быть больше 1500 (в десятичном
выражении) — максимальной длины поля данных. Этим обеспечивается разли-
чимость кадра Ethernet II от кадров других типов.
Кадр Ethernet 802.3, называемый также «raw» (сырой, необработанный), в
отличие от других не содержит идентификатора протокола вышестоящего уров-
ня. В результате в сетях с несколькими протоколами (например, IPX и IP) воз-
можна их ошибочная маршрутизация. Формат кадра 802.3 применяется в сетях
Novell с протоколом IPX/SPX, в более поздних многопротокольных версиях
(NetWare 3.12+, 4.x, 5.x) он заменен на 802.2. Поле Length задает длину поля дан-
ных.
Кадр Ethernet 802.2 имеет поля для информации LLC-уровня. Поле Length
задает суммарную длину полей LLC и данных (от DSAP до Data включительно).
Поля DSAP (Destination Service Access Point — точка доступа сервиса назначе-
ния) и SSAP (Source Service Access Point — точка доступа сервиса источника) со-
держат первый и второй байты двухбайтного идентификатора протокола верхне-
го уровня. Поле Control задает тип кадра LLC-уровня. -
Кадр Ethernet SNAP (Sub-Network Access Protocol) имеет 5-байтное поле
Protocol Id, что позволяет идентифицировать значительно большее число прото-
колов, чем Ethernet II и 802.2 с их двухбайтными идентификаторами. Для отли-
чимости от 802.2 поля DSAP и SSAP имеют фиксированное значение AAh, поле
Control — 03h. Поле Length задает суммарную длину полей LLC и данных (от DSAP до
Data включительно). Формат кадра SNAP универсален'для Ethernet и Token Ring.
В одной сети могут присутствовать кадры различных типов, однако в много-
протокольных сетях следует избегать применения кадра 802.3, поскольку его
применение усложняет задачу разбора кадров. Для протокола IPX кадр 802.3
легко отличим, поскольку его пбле данных начинается с элемента FFFFh — для
6.3. Стандарты Ethernet 10 Мбит/с: 10Base5,10Base2, lOBaseT, lOBaseF 249
полей DSAP и SSAP такое сочетание недопустимо (это поле контрольной суммы
IPX, которая по умолчанию не используется, на что и указывает ее значение
FFFFh). Попутно заметим, что протокол IPX/SPX может пользоваться в одной
локальной сети обоими типами кадров 802.2 и 802.3 одновременно, но при этом
кадры разных типов будут относиться к различным логическим сетям. Связь
между этими сетями (существующими в одном кабеле!) осуществляется только
через маршрутизатор (внутренний маршрутизатор сервера NetWare, у которого
протокол IPX привязан к обоим типам кадра).
Пропускную способность сети Ethernet определим как количество кадров и
байт данных поля Data, передаваемых по сети кадрами разных размеров и типов
за единицу времени. Минимальный размер кадра — 64 байта + 8 байт преамбу-
лы == 72 байта = 576 bt = 57,6 мкс. С учетом межкадрового зазора 9,6 мкс мак-
симальная частота передачи самых коротких пакетов составит 1/(57,6 + 9,6) =
= 14881 к/с (fps — frame per second, кадров в секунду). Для максимальных паке-
тов (1526 байт с преамбулой = 12 208 bt) частота передачи будет 813 к/с.
Полезная пропускная способность для кадров минимального размера (типов
802.2 и SNAP) составит 14 881 х 37 х 8 = 4 404 776 бит/с (4,4 Мбит/с), для кад-
ров Ethernet II и 802.3 — 5 476208 бит/с (5,48 Мбит/с). Для кадров максималь-
ного размера полезная пропускная способность составит 813 х 1500 х 8 =
9 756 000 бит/с (9,76 Мбит/с), что достаточно близко к битовой скорости данной
технологии (10 Мбит/с). Эти значения подсчитаны для идеального случая, когда
в сети нет коллизий. Обработка коллизий значительно снижает реальную полез-
ную пропускную способность сети, противодействовать этому можно путем уме-
ньшения числа узлов в домене коллизий. В пределе для полудуплексной переда-
чи по коммутируемой среде в домене коллизий оказывается всего два узла, а при
полнодуплексной коллизий как таковых не бывает.
6.3. Стандарты Ethernet 10 Мбит/с:
10Base5,10Base2, lOBaseT, lOBaseF
Варианты Ethernet co скоростью передачи данных 10 Мбит/с описываются стан-
дартом IEEE 802.3.
10Base5 — более позднее название «классического» варианта Ethernet. Сино-
нимы: Thick («толстый») Ethernet, ThickNet, Yellow Ethernet («желтый ка-
бель»), Standard Ethernet. Здесь используется толстый коаксиальный кабель
RG-8 с посеребренной центральной жилой, двойной экранирующей оплеткой,
волновым сопротивлением 50 Ом и малым затуханием (см. 3.2). Топология —
шина, Т-образные ответвления кабеля не допускаются, максимальная длина ка-
бельного сегмента — 500 м. На концах сегмента устанавливаются 50-омные тер-
минаторы, один из которых заземляется.
Непосредственно на кабель устанавливается трансивер, оканчивающийся
15-контактным разъемом AUI-интерфейса. Трансивер, он же MAU (Media Attach-
ment Unit — устройство доступа к среде), представляет собой активный приемо-
передатчик с детектором коллизий и высоковольтной (1-5 кВ) гальванической
развязкой между коаксиальным кабелем и цепями AUI-интерфейса. Питается
250
Глава 6. Технология Ethernet
(+12 В) от AUI-интбрфейса. Трансивер имеет схемы контроля «болтливости»
(jabber) адаптера, и при слишком длинной серии сигналов передачи он отключа-
ется от коаксиального кабеля. Трансивер устанавливается либо между концевы-
ми разъемами отрезков кабеля (как вставка или через Т-коннектор), либо с про-
калыванием кабеля (трансивер-«вампир»), подробнее см. в 3.2.2. Трансивер
может иметь светодиодные индикаторы состояния:
9 PWR — наличие питания от адаптера;
9 SQE — включен режим контроля детектора коллизий;
& ХМТ — передача;
& RCV — прием;
9 СР — КОЛЛИЗИЯ.
Рис. 6.4. Сеть 10Base5. 1 — «толстый» кабель, 2 — трансивер, 3 — трансиверный кабель,
4 — заземленный терминатор 50 Ом, 5 — незаземленный терминатор,
6 — многопортовый трансивер
Интерфейс AVI (Attachment Unit Interface), он же DIX-интерфейс, стандар-
тизован; по нему передаются сигналы передачи, приема, детектора коллизий и
питание (12 В) цепей трансивера. Этим интерфейсом трансивер через транси-
верный кабель соединяется с сетевым адаптером либо с многопортовым-транси-
вером (рис. 6.4). Назначение сигналов интерфейса приведено в табл. 6.1. Транси-
верный кабель, он же кабель-спуск (drop cable), имеет 4 витые экранированные
пары и 15-штырьковые разъемы D-типа с защелками (slide): розетка — к транси-
веру, вилка — к AUI-разъему адаптера. В Ethernet vl.O и 2.0 в кабеле были толь-
ко 3 экранированные пары, экран соединялся только с контактом № 1. AUI-ин-
терфейс используется для подключения к адаптерам трансиверов для любой
среды передачи (коаксиальный кабель, витая пара-, оптоволокно).
Многопортовые трансиверы (рис. 6.5) обычно имеют 8 портов для подключе-
ния адаптеров и допускают одноуровневое каскадирование. Таким образом к од-
ному трансиверу, установленному на кабеле, можно подключать до 64 адаптеров
узлов сети. Многопортовые трансиверы обеспечивают коллективный доступ к среде
всем подключенным к ним адаптерам, они могут использоваться для соединения
станций и без коаксиального кабеля. Их можно рассматривать как концентрато-
ры, и им необходимо питание от сети переменного тока. Шйрокого распростране-
ния в нашей стране многопортовые трансиверы не получили, поскольку были
вытеснены более прогрессивными и дешевыми вариантами.
6.3. Стандарты Ethernet 10 Мбит/с: 10Base5,10Base2, lOBaseT, lOBaseF 251
Таблица 6.1. Разъем AUI-порта Ethernet
Контакт	Сигнал
1	Collision (экран)
2	Collision +
3	Transmit + .
4	Receive (экран)
5	Receive +
6	DC Power GND"
7	Ие подключен
8	He подключен
9	Collision -
10	Transmit -
11	Transmit (экран)
12	Receive -
13	DC Power (+ 12B)
14	DC Power (экран)
15	He подключен
Рис. 6.5. Многопортовый трансивер
При необходимости увеличения размера сети кабельные сегменты могут со-
единяться между собой активными устройствами-повторителями. Места под-
ключения повторителей — любые разрешенные точки подключения (не обяза-
тельно концы сегментов). Максимальное количество кабельных сегментов,
соединяемых в цепочку с помощью повторителей, — 5. Применение многопорто-
вых повторителей позволяет соединять «звездой» или «деревом» и большее чис-
ло кабельных сегментов, но на любом пути в этой структуре должно быть не бо-
лее 5 сегментов, из них для подключения узлов может использоваться не более
трех. Остальные сегменты (trunk segment) могут иметь только две точки под-
ключения — для повторителей. Количество повторителей между любой парой
узлов — не более четырех. Эти ограничения называются правилом «5-4-3»: 5 сег-
ментов, 4 повторителя, 3 «населенных» сегмента (рис. 6.6). Топологические огра-
ничения 10Base5:
• Длина кабельного сегмента — до 500 м, ответвления недопустимы.
ж Подключение трансиверов — по рискам на кабеле (расстояние крат-
но 2,5 м).
252 Глава в. Технология Ethernet
9 Максимальное количество точек подключения трансиверов — 100.
•	Максимальная длина трансиверного кабеля — 50 м. При использовании
многопортовых трансиверов под ней подразумевается суммарная длина
кабелей от адаптера до коаксиального кабеля, каждый многопортовый
трансивер на этом пути уменьшает допустимую длину на 10 м.
•	Применение повторителей по правилу «5-4-3».
» Максимальное количество узлов — 1024.
9 Допустимое напряжение гальванической развязки трансивера и адапте-
ра — 1-5 кВ.
Рис. 6.6. Соединение сегментов по правилу «5-4-3»
10Base2 — облегченный вариант Ethernet на коаксиальном кабеле (рис. 6.7).
Синонимы: Thin («тонкий») Ethernet, ThinNet, CheaperNet («дешёвая сеть»).
Кабель — тонкий коаксиальной RG-58 с волновым сопротивлением 50 Ом, име-
ющий среднее затухание и помехозащищенность. Максимальная длина кабель-
ного сегмента — 185 м, хотя имеется й аппаратура, допускающая длину сегмента
300 м. Топология — шина, на концах устанавливаются 50-Омные терминаторы,
ответвления недопустимы. Адаптеры 10Base2 имеют встроенный трансивер,
оканчивающийся BNC-разъемом. BNC-разъем гальванически развязан со схема-
ми адаптера, напряжение изоляции 100-150 В. К кабелю адаптеры подключают-
ся с помощью Т-коннекторов, минимальное расстояние между точками подклю-
чения 0,5 м. Кабельные сегменты могут объединяться повторителями, правила
аналогичны 10Base5. Топологические ограничения 10Base2:
9 Длина кабельногд сегмента — до 185 (300) м, ответвления недопустимы.
В Расстояние между точками подключения — не менее 0,5 м.
1 Максимальное количество точек подключения — 30.
9 Применение повторителей по правилу «5-4-3».
Ж Максимальное количество узлов — 1024.	«
Ж Допустимое напряжение гальванической развязки трансивера и адапте-
ра - 100-150 В.
По электрическим сигналам, передаваемым по коаксиальному кабелю, 10Base2
и 10Base5 совместимы. Возможно построение комбинированных сегментов, со-
стоящих из «тонкого» и «толстого» кабелей (см. 3.2.2). К «тонкому» кабелю воз-
можно подключение адаптера 10Base5 через AUI-интерфейс с помощью внешне-
го трансивера.
6.3. Стандарты Ethernet 10 Мбит/с: 10Base5,10Base2, lOBaseT, lOBaseF 253
I
/
BNC-те рминатор
BNC Т-коннектор
BNC-порт
BNC 1-коннектор
«Тонкий» кабель
'	RG-58	’
Рйс. 6.7. «Тонкий» Ethernet
Коаксиальные кабели 10Base2 и 10Base5 требуют заземления (см. 14.3). Каж-
дый кабельный сегмент (экранирующая оплетка) должен заземляться в одной и
только одной точке. Коаксиальный Кабель гальванически развязан со «схемной
землей» адаптера. Соприкосновение металлических корпусов BNC-разъемов с
металлическими корпусами других разъемов может приводить к помехам.
lOBaseT — Ethernet навитой паре (Twisted-Pair Ethernet) категории не ниже
3, используется 2 пары проводов. Топология — звезда, в центре которой находит-
ся активное устройство-концентратор — повторитель (хаб) или коммутатор
(рис. 6.8, а). Возможно двухточечное соединение пары узлов без применения
концентратора (рис. 6.8, б). Преимущества звезды по сравнению с шиной следу-
ющие:
И к каждому узлу подходит только один гибкий кабель (луч);
И повреждение одного лучевого кабеля приводит к отказу соединения толь-
ко одного узла;
возможность контроля состояния каждой линии связи, обеспечения кон-
фиденциальности передачи;
возможность перехода от разделяемой к коммутируемой среде передачи.
На уровне сигналов lOBaseT значительно отличается от коаксиальных вер-
сий Ethernet. Здесь используется то же манчестерское кодирование, но передача
и прием данных производятся по разным парам проводов. Разделение цепей из-
меняет способ определения коллизий: передатчик обнаруживает коллизию по
факту получения сигнала приемником во время работы передатчика (transmit
mode collision detection). Для проверки целостности линии раз в 16 мс узлы об-
мениваются специальными импульсными посылками NLP (Normal Link Pulses),
они же называются Link Beat Signal. Отсутствие этих импульсов в течение опре-
254 Глава 6. Технология Ethernet
к
деленного времени рассматривается как обрыв линии (отключение абонента) и
может использоваться средствами сетевого управления. Стандарт определяет тип
разъема: на адаптерах устанавливается 8-позиционное модульное гнездо RJ-45
(рис. 3.36, б на стр. 103 и 3.37, в на стр. 104), на активном — аналогичные гнезда
или 50-контактные разъемы RJ-21 (Telco). Назначение контактов RJ-45 приве-
дено в табл. 6.2. Графа MDI (Media Dependent Interface) соответствует гнездам
адаптеров, а у коммуникационного оборудования — гцездам «UpLink», предназ-
наченным для каскадирования (см. 6.7); графа MDIX (Media Dependent Interface
Xover=Crossover — перевернутый) соответствует гнездам коммуникационного
оборудования, предназначенным для подключения абонентов. При соединении
порта MDI с портом MDIX используется прямой кабель (рис. 6.8, в), при соедине-
нии двух портов MDI (например, при двухточечной связи пары компьютеров) или
двух портов MDIX (при соединении двух коммуникационных устройств) ис-
пользуется перекрестный (crossover) кабель (рис. 6.8, г). На рис. 6.8, аиб, пере-
крестные кабели помечены буквой «х». Минимальная длина кабеля — 2,5 м, мак-
симальная — 100 м. Кабель может вносить затухание до 11,5 дБ в диапазоне час-
тот 5-10 МГц, максимальная задержка сигнала в кабельном сегменте — 1 мкс (это
соответствует длине кабеля UTP категории 5 около 200 м, но применять кабель
длиной более 100 м не рекомендуется). Импеданс кабеля — 85-150 Ом (Cabletron
допускает 75-165 Ом). Цепи приемопередатчиков имеют гальваническую развяз-
ку от «схемной земли» адаптера, типовое напряжение изоляции 100 В. Подразу-
мевается, что витой парой соединяется заземленное оборудование (см. 14.3).
На разъемы RJ-21 (Telco) могут выводиться до 12 портов lOBaseT (табл. 6.3),
здесь же показан переход на обычные гнезда RJ-45.
Количество узлов в сегменте — до 1024, бодыпое число узлов достигается
применением многопортовых повторителей и их каскадного соединения. Прави-
ло «5-4-3» трансформируется в «правило четырех хабов»: между любыми двумя
узлами не должно быть более четырех хабов.	’
а
Рис. 6.8. Сеть 10BaseT/100BaseTX: а — звезда, б — двухточечное соединение, в — прямой
кабель, г — перекрестный кабель
6.3. Стандарты Ethernet 10 Мбит/с: 10BaSe5,10Base2, lOBaseT, lOBaseF 255
: t • <;	, > > Таблица 6.2. Интерфейсы lOBaseT, lOOBaseTX (разъем RJ-45)
Контакт	Сигнал mdi	Сигнал MDIX
1	Тх+	Rx+ -
2	Tx-	Rx-
3	Rx+ "	Тх+
4’	Йе подключен	Не подключен
’ 5	Не подключен	Не подключен
6	Rx-	ТХ-
,7	Не подключен	' Не подключен
3	Не подключен	' Не' Подключен
. -Tv
Таблица 6.3. Интерфейсы lOBasfcT на разъеме RJ-21 (Telco)
RJ-21: контакт • * -	RJ-45: - порт/контакт	Цепь 10Base-T	RJ-21: ' ’ контакт	RJ-451 порт/контакт	Цепь 10Base-T
1. .	1Й	rxi- , ; ;,	'26	1/1	RX1+
2 , А ‘‘	J	1/6 ,	„ .1» ч	:27..	,,	,	1/3	ТХ1+ -
3 V ' .	..	2/2 	. Wfe« А / *	28	2/1	RX2+
4 i • : • -	2/6 • - * V/	;Й2-’	29	2/3	ТХ2+
5	* 3/2 > ‘ ‘	RX3-’ 	30 ;	з/1.	RX3+
6	,	3/6	тхз- , .	31	3/3 /	тх>
7		4/2	04-	“ „	32 ’	4/1	RX4+
Л . |И.	.4/6	ТХ4- ,	. ,	33 . t :	4/3 .	ТХ4+
9	%..	5/2 । , ,	RX5-	.34. ... . „	5/1	,	RX5+
10	5/6	ТХ5"	1	35	5/3 '* ,	ТХ5+ >
и	6/2	RX6-	36	6/1	RX6+
12	6/6	ТХ6-	37	6/3	' ТХ6+.
13	’ ;	: 7/2		RX7- . ,	38	-	7/1	’ .	RX7+
14	7/6	ТХ7- ,;х'		7/3	ТХ7+
15 •	8/2	08-	40, , ,	.	8/1	. ,	RX8+
16	8/6	ТХ8-	41	8/3	ТХ8+
17	9/2 -	RX9-	42	9/1 ,	RX9+
18	9/6	ТХ9-	4з;	9/3	ТХ9+
19	10/2	RX10-	”44	10/1	RX10+
20	* ’ . '	10/6 ' '	ТХ10-	45 ' '	10/3	ТХ10+
21 \	Т1/2	RX11-	46	' 11/1	RX11+
22	11/6	тхи-	47	11/3	ТХ11+
23	12/2	RX12-	48	12/1	RX12+
24	12/6	ТХ12-	49	12/3	ТХ12+
25 *	,	*		50		-*		
256 Глава 6. Технология Ethernet
Количество узлов в сегменте — до 1024, большое число узлов достигается
применением многопортовых повторителей и их каскадного соединения. Прави-
ло «5-4-3» трансформируется в «правило 4 хабов»: между любыми двумя узлами
не должно быть более 4 хабов.
Разделение цепей приема и передачи позволяет реализовать полнодуплексный
режим (full duplex mode) обмена данными между двумя точками: одновремен-
ный прием и передачу, В отличие от обычного (полудуплексного) режима, в пол-
нодуплексном коллизий не существует. Однако этот режим уже не может ис-
пользовать разделяемую среду передачи, для него необходимо применение
коммутаторов (полнодуплексную связь можно установить и при непосредствен-
ном двухточечном соединении конечных систем). В полнодуплексном режиме
должны приниматься специальные меры для защиты от перегрузки принимаю-
щего буфера, подробнее см, в 6,7.2,
lOBaseF и FOIRL — несколько вариантов сети на оптоволоконном кабеле *
(рис. 6,9), Здесь, как и в lOBaseT, линии передачи и приема разделены и исполь-
зуется двухточечное соединение или звездообразная топология. Каждый оптиче-
ский трансивер имеет два разъема — передатчика (Тх) и приемника (Rx), выход
передатчика одного узла соединяется отдельным волокном со входом приемни-
ка, Центром звезды обычно является активное устройство (повторитель или
коммутатор) — стандарты FOIRL, lOBaseFL и lOBaseFВ? Есть и стандарт ЮВа-
seFP, в котором'центральным элементом является пассивный разветвитель,
здесь реализуется разделяемый доступ к среде на уровне оптических сигналов.
Рис. 6.9. Оптические соединения Ethernet
Протокол FOIRL (Fiber Optic Inter Repeater Link) предназначен для связи
портов повторителей и станций с AUI-портами. Трансиверы FOIRL представля-
ют собой компактные устройства, у которых с одной стороны имеется AU 1-ин-
терфейс (вилка DB-15P), с другой — пара коннекторов ST. Устанавливаются
прямо на разъем AUI-порта адаптера (без трансиверного кабеля). Выпускаются
в вариантах для ММ- и SM-волокна. Протокол полностью совместим с lOBaseFL.
lOBaseF— обобщенное название трех протоколов: lOBaseFL, lOBaseFB и lOBaseFP.
lOBaseFL (Fiber Link) — универсальная оптическая связь для соединения
портов концентраторов, станций и подключения к пассивному разветвителю
lOBaseFP. Совместима с FOIRL, но с ограничением по дальности для ММ-во-
локна в 1 км. Для дальней связи используют одномодовые порты, с одномодо-
вым волокном длина линии ограничивается задержкой распространения сигнала
6.4. Стандарты Fast Ethernet 100 Мбит/с 257
(5 км в полудуплексе и 10 км в дуплексе). Одномодовые порты позволяют ис-
пользовать и многомодовый кабель, но при этом ограничение на длину (2 км)
определяется затуханием.
10BaseFP (Fiber Passive) — сеть со звездообразной топологией на пассивном
разветвителе-звезде. Разветвитель может объединять до 33 станций (потери
включения 16-20 дБ), удаленных от него до 500 м. Подключаемые узлы должны
иметь порты lOBaseFL.
10Ba$eFB (Fiber Backbone) — оптическая магистраль для связи между кон-
центраторами (повторителями). Основная особенность — синхронная передача
(синхронный Ethernet): в паузах между кадрами порт передает специальную после-
довательность-заполнитель, постоянно поддерживающую синхронизацию при-
емника и передатчика. Синхронность позволяет преодолеть ограничение на число
повторителей (4) в цепочке: их может быть до 12-15-ти (некоторые производи-
тели заявляют и др 30). Длина цепочки ограничена временем распространения
сигнала между дальними узлами (25,6 мкс). В протокол входит и удаленная сиг-
нализация отказа линии, в результате чего о разрыве одного волокна «узнают»
концентраторы с обоих его концов, что может использоваться для задействова-
ния резервной линии. С протоколами lOBaseFL или FOIRL совместимости нет.
Для протоколов lOBaseF и FOIRL чаще используется многомодовое (ММ)
волокно и длина волны 850 нм, хотя выпускаются и модели с одномодовыми
(SM) портами (1310 нм). Смешанное соединение портов (SM с ММ) недопусти-
мо. Наиболее распространено оборудование стандартов lOBaseFL и FOIRL, круг
производителей lOBaseFP и lOBaseFB очень узок.
6.4.	Стандарты Fast Ethernet
100 Мбит/с
Варианты Fast Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с описываются
стандартом IEEE 802.3u — дополнительными главами 802.3, принятыми в 1995
году. Они основаны на том же методе доступа CSMA/CD с сохранением форма-
тов кадров. При этом все соотношения, измеренные в битовых интервалах, со-
храняются. Поскольку длительность битового интервала сократилась в 10 раз
(до 10 нс), максимально допустимое время прохождения между двумя узлами
сократилось до 2,6 мкс, что привело к ужесточению топологических ограниче-
ний. Все разновидности используют звездообразную топологию с активным
устройством в центре, возможно и непосредственное соединение пары станций.
Стандарт 802.3ц опирается на те же уровни МАС и LLC, которые были опре-
делены в исходном 802.3; изменения касаются физического уровня. Физический
уровень является трехслбйным:
ж reconciliation sublayer — уровень согласования с МАС-уровнем 802.3, ори-
ентированным на AUI-интерфейс.
МП (Media Independent Interface) — электрический интерфейс, независи-
мый от среды передачи. Представляет собой спецификацию сигналов
ТТЛ-уровня, использует 40-контактный щтырьковый разъем. По идее он
258 Глава 6. Технология Ethernet
напоминает интерфейс AUI, но располагается на другом уровне. Длина ка-
беля МП не должна превышать 0,5 м. Наличие доступного интерфейса
МП не является обязательным.
ж PHY (Physical layer device) — устройство физического уровня, привязан-
ное к конкретной среде передачи (lOOBaseTX, lOOBaseFX или 100BaseT4).
Устройство физического уровня выполняет логическое кодирование — пре-
образование 4В/5В или 6В/8Т, физическое кодирование и присоединение к сре-
де передачи, и необязательно — автоматическое согласование режимов передачи.
Физический уровень в lOOBaseTX и lOOBaseFX позаимствован из технологии
FDDI, в 100BaseT4 применена оригинальная разработка.
lOOBaseTX — наибодее популярная версия Fast Ethernet, использующая две
витые пары категории 5. По использованию разъемов полностью соответствует
lOBaseT (табл. 6.2 и рис. 6.8 на стр. 254). Возможна работа в полудуплексном и
полнодуплексном режимах. Логическое кодирование производится по схеме 4В/5В —
4 бита исходной информации преобразуются в 5-битный символ. Избыточность
используется для повышения достоверности и служебных целей. Метод физическо-
го кодирования MLT-3 заимствован из TP-PMD — «медной» реализации FDDI. В
паузе между кадрами в линию посылается последовательность символов Idle.
100BaseT4 — версия, использующая 4 витых пары категории не ниже 3. Кро-
ме однонаправленных пар, используемых в lOOBaseTX и IQBaseT, здесь две до-
полнительные пары являются, двунаправленными й служат для распараллелива-
ния передачи данных (табл. 6.4). Кадр передается по трем линиям параллельно,
что позволяет снизить пропускную способность каждой пары до 33,3 Мбит/с.
Каждые 8 бит (двоичных разрядов — Binary), передаваемые по конкретной паре,
кодируются шестью троичными (Ternary) цифрами (кодирование 8В/6Т). В ре-
зультате при битовой скорости 33,3 Мбит/с1 скорость изменения сигналов в ли-
нии составляет 25 Мбод (33,3x6/8=25). Эти меры позволяют сузить необходи-
мую полосу пропускания кабеля до требований категории 3 (16 МГц). Четвертая
пара при передаче используется для прослушивания сигнала от противополож-
ного передатчика — по его появлению определяется факт коллизии. Для под-
ключения конечных узлов к портам активного оборудования используется «пря-
мой» кабель (рис. 6.10, а), для непосредственного соединения конечных узлов
или соединения двух коммуникационных устройств применяют «перекрестный»
кабель (рис. 6.10, б).
Таблица 6,4. Интерфейс 100BaseT4 (разъем RJ-45)
Контакт	Сигнал
1	Тх_О1+
2	Tx_Dl-
3	Rx_D2+
4	BI.D3+ ’
5	BI.D3-
6	‘	.	Rx_D2-.
7	BI_D4+
. 8	ВИМ-
6.4. Стандарты Fast Ethernet 100 Мбит/с	259
Рис. 6.10. Интерфейсные кабели 100BaseT4: а — «прямой», б — «перекрестный»
Для приведенных выше реализаций предусмотрен протокол согласования ре-
жимов (autonegotiation), цо которому порт может выбрать самый эффективный
из режимов, доступных обоим участникам обмена. Согласование осуществляет-
ся путем обмена посылками FLP (Fast Link Pulse), которые являются признаком
исправной активной линии (аналогично NLP lOBaseT). В отличие от одиночных
импульсов NLP, импульсы FLP идут пачкой. Различают синхронизирующие и
сигнальные импульсы FLP. Сигнальные импульсы могут вставляться между
синхронизирующими, идущими пачкой по 17 штук. Места между этими импуль-
сами отводятся под кодирование 16-битного слова: наличие сигнального соот-
ветствует единичному биту, отсутствие — нулевому^ Слово несет информацию о
доступных режимах. Первый узел предлагает самый эффективный режим, коди-
руя его в посылке FLP. Приемник на эту посылку отвечает аналогичной, в кото-
рой кодирует свои возможности. В качестве рабочего выбирается самый приори-
тетный из доступных обоим узлам. Приоритеты режимов в порядке убывания:
lOOBaseTX полнодуплексный, 100BaseT4, lOOBaseTX полудуплексный, lOBaseT
полнодуплексный, lOBaseT полудуплексный. Если второй узел имеет порт lOBaseT,
«не понимающий» FLP и посылающий NLP, будет принят протокол lOBaseT.
Протокол автоматического согласования может быть отключен (или не реализо-
ван), в этом случае режим работы задается принудительно при конфигурирова-
нии порта. Возможность переключения режимов отражается в названиях портов
(Fast Ethernet 10/100), поддержка режима 100BaseT4 встречается нечасто.
100BaseT2 — малораспространенная-(и не стандартизованная) версия с ис-
пользованием двух пар категории 3 и выше. Сужение полосы достигается за счет
применения 5-уровневого кодирования РАМ-5. Поддерживает полу- и полный
дуплекс, в режиме полного дуплекса сигналы распространяются по каждой паре
во встречный направлениях (пропускная способность 100 Мбит/с относится
только к полному дуплексу, скорость передачи в одну сторону — 50 Мбит/с).
lOOBaseFX — версия для оптоволокна с длиной волны 1300 нм. Логически
близка к lOOBaseTX — то же логическое кодирование 4В/5В, но физическое —
NRZI (как в FDDI). Согласование режимов (переход на 10 Мбит/с) невозмож-
но, поскольку стандарт lOBaseFL использует длину волны 830 нм. В полуду-
плексе дальность 412 м— ограничение по времени двойного оборота. В полном
дуплексе дальность определяется свойством волокна: по ММ-волокну может до-
стигать 2 км, по SM — 32 км.
100BaseSX — новый стандарт на дешевых коротковолновых (830 нм) светоди-
одных передатчиках и многомодовом волокне. Дальность связи ограничена во-
локном и меньше, чем у FX,— всего 300 м, зато поддерживается совместимость с
lOBaseFL и автоматическое согласование скорости передачи 10/100 Мбит/с
260 Глава 6. Технология Ethernet
(802.3u). Версия разработана как дешевая альтернатива дорогой lOOBaseFX в
случаях, когда не требуется преодоления больших расстояний.
Центральным устройством в Fast Ethernet может быть повторитель или ком-
мутатор. Повторители делятся на два класса:
» Повторитель класса I (class I repeater) является транслирующим (translati-
onal repeater), он поддерживает разные схемы кодирования, принятые в
технологиях 100BaseTX/FX и 100BaseT4. При этом вносимая задержка
может достигать 140 bt.
9.	Повторитель класса II (class II repeater) является прозрачным (transparent
repeater), он поддерживает только одну из схем кодирования — техноло-
гию 100BaseTX/FX или 100BaseT4, При этом вносимая задержка может
достигать 92 bt.
Благодаря избыточности кодирования по сравнению с Ethernet повторители
Fast Ethernet работают несколько сложнее. В случае обнаружения ошибочного
сигнала вместо его прозрачной трансляции в остальные порты повторитель мо-
жет посылать признак повреждения кадра. Если повторитель поддерживает две
схемы кодирования, ему приходится производить декодирование по схеме 4 В/
5В и последующее кодирование в 6В/8Т (или наоборот), что вносит дополни-
тельную задержку.	.	'
Топологические ограничения Fast Ethernet жестче — диаметр домена коллизий
для витой пары не Должен превышать 205 м, в одном домене коллизий может
быть не более двух повторителей класса II, повторитель класса I может быть
только один. Если принять допустимое расстояние от повторителя до станции
равным 100 м, то повторители можно соединять между собой кабелем длиной не
более 5 м.
6.5.	Стандарты Gigabit Ethernet
1000 Мбит/с
Технология Gigabit Ethernet со скоростью передачи данных 1000 Мбит/с разра-
ботана для ускорения передачи данных при использовании популярнейшей тех-
нологии (Ethernet). Однако повышение скорости на Порядок при сохранении
всех пропорций предыдущих технологий привело бы к сужению диаметра доме-
на коллизий до неприемлемого размера — 0,26 мкс задержки соответствует при-
мерно 50 м кабеля, а еще задержку вносит и повторитель. По этой причине ми-
нимально допустимый размер кадра, определяющий максимально допустимую
задержку передачи, был увеличен до 512 байт (4096 bt). С учетом задержек в по-
вторителе и адаптерах диаметр домена коллизий может достигать 200 м, то есть
вписываться в стандартную концепцию построения СКС. Ограничения, порож-
денные методом CSMA/CD, актуальны только для полудуплексного режима ра-
боты портов. Для Gigabit Ethernet более характерен полнодуплексный режим,
при котором допустимая длина линии связи ограничивается затуханием сигнала
и частотными свойствами линии.
6.5. Стандарты Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с 261
Дополнительно предусматривается возможность пакетной передачи кадров
(frame bursting). Узел, получивший доступ к среде, после передачи одного кадра
вместо паузы посылает специальную последовательность, после которой идет
следующий кадр. Кадры пакета могут адресоваться разным получателям. Смысл
пакетной передачи заключается в сокращении накладных расходов на получение
доступа к среде — между кадрами пакета среда для остальных узлов выглядит
занятой.
Gigabit Ethernet описывается двумя стандартами — IEEE 802.3z (lOOOBaseSX,
lOOOBaseLX и lOOOBaseCX), принятым в 1998 году, и IEEE 802.3ab (lOOOBaseT),
принятым осенью 1999 г.
Стандарт 802.3z основывается на наработках технологии Fiber Channel. Здесь
используется избыточное кодирование 8В/10В, а схемы физического уровня
«разогнаны» со скорости 800 Мбит/с до 1 Гбит/с (тактовая частота — 1,25 ГГц).
Стандарт предлагает,следующие версии:
1000BaseSX (Short wavelength) — оптический интерфейс с коротковолновы-
ми (850 нм) лазерными передатчиками для связи пр ММ-волокну на небольшие
расстояния. Для кабеля с невысокой полосой пропускания допустимая длина со-
единения оказывается меньше (см. табл. 4.2 на стр. .172), чем ограничение на
длину магистрального кабеля (500 м), установленное стандартами СКС.
1000BaseLX (Long wavelength) — интерфейс с длинноволновыми (1310 м)
лазерными передатчиками для связи по SM- и ММ-волокну на большие рас-
стояния.
1000BaseLH — интерфейс с. лазерными передатчиками 1310 нм для связи
по SM и ММ-волокну на сверхбольшие расстояния, пока в стандарт IEEE не
входит.
1000BaseCX — электрический интерфейс для связи на короткие дистанции
(25 м), предназначенный для связи оборудования в пределах аппаратной комна-
ты Или телекоммуникационного помещения. Использует двухосевой (twinaxial)
кабель или скрученные четверки проводов (quad cable) с частотными характери-
стиками, превосходящими STP типов' 1 и 2..В качестве коннекторов пока предла-
гается DB-9 (используемый для STP в Token Ring), разрабатывается новый тип
коннектора HSSDC (High-Speed Serial Data Connector).	z
1000BaseT — электрический интерфейс на витой паре (4 пары проводов) ка-
тегории 5е (и даже 5) при ограничении на длину линии в 100 м. Физическое ко-
дирование — 5-уррвневое (РАМ-5). Сигнал передается одновременно по четырем
парам проводов, причем для полного дуплекса Передача ведется по каждой паре
сразу в обоих направлениях. Оконечные цепи выделяют из смеси сигнал проти-
воположного передатчика. Решение этой задачи на сверхвысоких частотах стало
возможным благодаря применению современных сигнальных процессоров. Для
удовлетворения требованиям к среде передачи рекомендуется применение в ка-
бельной системе компонентов категории 5е (розеткй, шнуры, 4-парные кабели
стационарной проводки). Количество соединений в канале должно быть мини-
мальным. В телекоммуникационных помещениях рекомендуется схема непо-
средственного подключения (interconnection), без кросс-панели. В горизонталь-
ной кабельной системе исключается соединение двух кусков кабелей в одной
линии в точке перехода (ТР) или консолидации (СР).
262 Глава 6. Технология Ethernet
6.6.	Сетевые адаптеры
Сетевые адаптеры, или интерфейсные карты (NIC — Network Interface Card),
предназначены для выполнения функций 1-2-го уровня в компьютерах, под-
ключенных к локальной сети. Адаптеры имеют передающую и принимающую
части, которые в случае поддержки полного дуплекса должны быть независимы
друг от друга. Задача передающей части: по получении со стороны центрального
процессора (ЦП) блока данных и адреса назначения для передачи, получить дос-
туп среде передачи, сформировать и передать кадр (добавить преамбулу, свой
адрес в поле адреса источника, CRC-код), делая повторные попытки в случае об-
наружения коллизий. Адаптер должен сообщить процессору об успехе или не-
возможности передачи. Приемная часть, просматривая заголовки всех кадров,
проходящих в линии, «выуживает» из этого потока кадры, адресованные данно-
му узлу уникальным, широковещательным или групповым способом. Эти кадры
полностью принимаются в буфер и проверяются на отсутствие ошибок (длина
кадра, корректность CRC). О приеме корректных кадров уведомляется цент-
ральный процессор и организуется передача кадра из локального буфера адапте-
ра в системную память компьютера. Ошибочиые кадры, как правило, игнориру-
ются, хотя адаптер может собирать статистику их появления. На практике
попадаются и адаптеры, не обнаруживающие ошибок в поврежденных кадрах.
Диагностика сети с таким адаптером непроста.
Из описаных функций очевидно, что адаптер должен иметь следующие обя-
зательные узлы:
Ж Физический интерфейс подключения к среде передачи и схемы организа-
ции доступа по CSMA/CD.
К Буферную память для передаваемых и принимаемых кадров.
® Схему прерываний для уведомления ЦП об асинхронных событиях: завер-
шение передачи (успешное или нет), прием кадра.
Я Средства доставки данных между буфером кадров и системной памятью
компьютера.
Ж Устройство управления, реализующее логику работы адаптера.
Дополнительно адаптер может иметь микросхему ПЗУ удаленной загрузки
(Boot RC^M) и средства «пробуждения» по сети (Wake On LAN), описанные
в 13.4. В этом же ПЗУ иногда размещают и антивирусный модуль, контролирую-
щий обращение по записи в системную область жесткого диска (Master Boot и
Boot Record). Эта антивирусная защита хороша тем, что запускается до загрузки
ОС, но только при включенном ПЗУ удаленной загрузки.
Сетевые адаптеры (Network Interface Card, NIC) для PC выпускаются для шин
ISA, EISA, MCA, VLB, PCI, PC Card/Существуют адаптеры, подключаемые к
стандартному LPT-порту PC, их преимущество — отсутствие потребностей в систем-
ных ресурсах (порты, прерывания и т. п.) и легкость подключения (без вскрытия
компьютеров), недостаток — при обмене они значительно загружают процессор
и не обеспечивают высокой скорости передачи («потолок» — 10 Мбит/с). Сете-
вые адаптеры интегрируются и в некоторые модели системных плат.
6.6. Сетевые адаптеры 263
Эффективная скорость обмена данным!# по сети очень сильно зависит от ар-
хитектуры сетевых адаптеров. При прочих равных’условиях'эта скорость зави-
сит от скорости передачи данных между локальной памятью адаптера и систем-
ной памятью компьютера, а также от возможности параллельного выполнения
нескольких операций. В качестве «средств доставки» используются каналы пря-
мого доступа к памяти (DMA), программный ввод-вывод (РЮ), прямое управ-
ление шиной. Стандартные 8-битные каналы прямого доступа шины ISA способны
развивать скорость до 2 Мбайт/с/16-битные — до 4 Мбайт/с. Кадр максималь-
ной длины они передают Примерно за 1,3 или 2,6 мс соответственно. По сравне-
нию с 12 мс, требуемыми для передачи кадра в среде Ethernet, это время относи-
тельно невелико. Однако для Fast Ethernet, где максимальный кадр в среде
передается за 1,2 мс, такая транспортировка оказывается слишком медленной.
Более высокую скорость обмена с буфером адаптера обеспечивает режим про-
граммного ввода-вывода (РЮ), но он полностью загружает центральный про-
цессор на время передачи. Более эффективны интеллектуальные адаптеры, ис-
пользующие прямое управление шиной (bus mastering) ISA/EISA, сочетающие
относительно высокую скорость (до 8 Мбайт/с ISA 16 бит и до 33 Мбайт/с
EISA). Однако для скорости 100 Мбит/с производительности шины ISA уже не-
достаточно, а дорогая и малораспространенная EISA имеет менее чем трехкрат-
ный запас полосы пропускания. На сегодняшний день широко применяются
адаптеры шцны PCI, где для 32-разрядного интерфейса при частоте 33 МГц про-
пускная способность достигает 132 Мбайт/с. Но для технологии Gigabit Ether-
net и этого только-только хватает, правда, у PCI есть резервы: переход на частоту
66 МГц и разрядность 64 бит, что позволяют далеко не все системные платы.
Особенно эффективны активные адаптеры для шины PCI, имеющие собствен-
ный процессор. Они выполняют передачи на полной скорости PCI, практически
не загружая центральный процессор. Это свойство особенно важно для серверов.
Параллельное выполнение операций подразумевает поддержку полного дуплек-
са — полную независимость принимающей и передающей частей, а также воз-
можность одновременного выполнения приема кадра в буфер, передачи другого
кадра и обмена данными между буферной памятью адаптера и системной памя-
тью компьютера. На производительность адаптера для ISA/EISA влияет и объем
буферной памяти: прй ограниченной (по сравнению со скоростью в линии) про-
пускной способности шины применяют буферную память объемом до 64 Кбайт,
которую делят между передатчиком и приемником либо поровну, либо с пре-
имуществом для передатчика. Для шины PCI при эффективных средствах дос-
тавки (интеллектуальное прямое управление шиной) для скорости 100 Мбит/с
большой буфер не нужен — достаточно по 2 Кбайт на приемник и передатчик.
Однако адаптеры Gigabit Ethernet опять снабжают буфером значительного
размера (256 Кбайт).	,
Адаптеры разных моделей могут различаться по цене на порядок (не беря в
расчет сверхдорогой Gigabit Ethernet). Их можно разделить на две группы —
адаптеры для рабочих станций и адаптеры для серверов. Деление условно —
адаптеры для рабочих станций могут иметь черты, относящиеся к серверным.
Использовать простые карты в серверах не стоит — они могут стать узким мес-
том сети и пожирателями ресурсов ЦП.
264 Глава 6. Технология Ethernet
Адаптеры для рабочих станций проще и дешевле — для них (пока?) не требу-
ется Скорости выше 100 Мбйт/с, полный дуплекс используется редко, к исполь-
зованию процессорного времени особо жестких требований не предъявляют.
Карты обычно имеют колодку для установки Boot ROM, современные модели
часто обеспечивают возможность «пробуждения» по сети (remote wake up), под-
держивают интерфейс DMI и ACPI. Долгие годы широко используются адапте-
ры, программно совместимые с картами NE2000 — 16-битными неинтеллекту-
альными картами для шины ISA разработки Novell-Eagle. Совместимость с этой
моделью имеют и ряд карт для шины PCI. Наиболее удобны и популярны двух-
скоростные карты 10/100 Мбит/с — для их подключения в современных сетях
легко найти оптимальное место.
Адаптеры для серверов должны иметь высокопроизводительную шину — сей-
час используют PCI 32/64 бит 33/66 МГц, раньше в серверах часто прйменяли
шину EISA или MCA. Для серверных карт критична загрузка ЦП при обмене
данными, поэтому эти карты наделяют интеллектом для прямого управления
шиной и параллельной работы узлов адаптера. Полнодуплексные адаптеры
должны поддерживать управление потоком по 802.3х. Ряд продвинутых моделей
поддерживают приоритизацию трафика по 802.1р, фильтрацию многоадресного
трафика, поддержку ВЛС с маркированными кадрами (tagged VLAN), Fast IP,
аппаратный подсчет контрольных сумм IP-пйкетов. Поддержка ВЛС позволяет
серверу, подключенному одной линией к коммутатору, быть членом нескольких
ВЛС, определенных на всей локальной Сети. Для повышения надежности сер-
верные карты могут поддерживать резервирование линий (Resilient Link) — ре-
зервный адаптер ,и линия связи заменяют основной канал в случае его отказа.
При этом резервному адаптеру присваивается МАС-адрес основного, чтобы сеть
«не заметила» подмены. Резервирование линий должно поддерживаться про-
граммными драйверами, чтобы замена происходила прозрачно и для серверных
приложений. «Самоизлечивающиеся» драйверы (Self-Healing Drivers) в случае
обнаружения проблем функционирования («зависании») могут автоматически
выполнить сброс и реинициализацию адаптера. Удаленная загрузка И пробуждение
по сети серверам, как правило, не требуется. Адаптеры (совместно с драйверами)
могут поддерживать SNMP и RMON. Для серверов выпускаются и многопорто-
вые (как правило, на 4 порта) адаптеры, конфигурируемые как для раздельного
независимого использования, так и для резервирования друг друга. Такие карты
позволяют экономить слоты PCI (для шины EISA проблема экономии слотов не
была острой). Типовая скорость для серверных карт на сегодняшний день
100 Мбит/с, производительность Gigabit Ethernet может быть востребована
лишь очень мощными серверами.
Адаптер может иметь один или несколько интерфейсных разъемов:
ж BNC — для сегмента 10Base2;
Ж AUI — для 10Base5, 10Base2, lOBaseT, lOBaseF, FOIRL;
® RJ-45 MDI — для lOBaseT, lOOBaseTX и/или 100BaseT4, подключение к
концентратору (MDIX-порту) «прямым» кабелем;
№ SC (пара), иногда ST — для lOOBaseFX, 1000BaseSX,.1000BaseLX.
Для 10-мегабитных адаптеров характерны сочетания BNC+AUI или RJ-45+AUI,
наиболее универсальные «Combo» имеют полный 10-мегабитный набор BNC/
6.6. Сетевые адаптеры 265
AUI/RJ 45. Первые модели карт на' 10 и 100 Мбит/с имели пару разъемов RJ-
45 — каждый для своей скорости. При наличии нескольких разных разъемов (на-
пример, BNC и RJ-45) одновременно они использоваться не могут — адаптер не
может работать в качестве повторителя. Многопортовые серверные карты имеют»
несколько независимых адаптеров, каждый со своим интерфейсом.
Интерфейсные карты потребляют системные ресурсы компьютера:
ж Пространство ввода-вывода — как правило, 4-32 смежных адреса из обла-
сти, адресуемой 10-битным (для шины ISA) или 16-битным (EISA, PCI)
адресом. Используется для обращения к регистрам адаптера при инициа-
лизации, текущем управлении, .опросе состояния и передаче данных,
• Запрос прерывания — одна линия (IRQ3, 5, 7,9,10,11, 12 или 15), возбуж-
даемая по приему кадра, адресованного данному узлу, а также по Оконча-
нии передачи кадра (успешной или безуспешной из-за коллизий), Преры-
вания — самый дефицитный ресурс PC,, и из-за него часто возникают
конфликты. Вез прерываний сетевые карты работать це могут, при некор-
ректно^ назначении обращения к сети «зависает». Иногда обмен данны-
ми все-таки происходит — прием и передача пакета драйвером могут фик-
сироваться и при опросе состояния по тайм-ауту (секунды), но скорость
обмена будет удивительно низкой, Используемой номер прерывания дол-
, . жен быть с помощью BIOS Setup компьютера закреплен за шиной, на ко-
торой установлен адаптер:. Legacy ISA для.карт ISA без поддержки РпР,
PCI/PnP — для карт PCI и ISA с поддержкой РпР.
в Канал прямого доступа к памяти (DMA) используется в некоторых кар-
тах ISA/EISA, для прямого управления (bus mastering) шины ISA пригод-
ны только 16-битные каналы 5-7.
* Разделяемая память (adapter RAM) адаптера — буфер для передаваемых и
принимаемых кадров — для карт ISA обычно прйцисывается к области
верхней памяти (UMA), лежащей в диапазоне AOOOOh-FFFFFh. Карты
PCI могут располагаться в любом месте адресного пространства, не заня-
того оперативной памятью компьютера. Разделяемую память используют
не все модели карт. Теневую память (shadow RAM) и кэширование на об-
ласть adapter RAM в BIOS Setup задавать нельзя, поскольку ее содержи-
мое при приеме кадра модифицируется неожиданно для контроллера па-
мяти.
« Постоянная память (adapter ROM) — область адресов для модулей рас-
ширения ROM BIOS, 4/8/16/32 Кбайт в диапазоне COOOO-DFFFFh. Ис-
пользуется для установки ПЗУ удаленной загрузки (Boot ROM) и анти-
вирусной защиты.
Под конфигурированием адаптера подразумевается настройка на использова-
ние системных ресурсов PC и выбор среды передачи. Конфигурирование, в зави-
симости от модели карты, может осуществляться разными способами:
» С помощью переключателей (джамперов), установленных на карте. Ис-
пользуется на адаптерах первых поколений шины ISA. Для каждого ресур-
са, а также выбора среды передачи имеется свой блок джамперов.
266 Глава 6. Технология Ethernet
Я С помощью энергонезависимой памяти конфигурации (NVRAM, EEPROM),
установленной на карте с шиной ISA. Эти карты не имеют джамперов
(jumperless), но конфигурируются вручную. Для конфигурирования тре-
буется специальная утилита, специфическая для конкретной модели (се-
мейства) карт.
К С помрщью энергонезависимой памяти конфигурации, установленной на
карте с шиной EISA или MCA, и системной памяти конфигурирования
устройств (ESCD для EISA). Конфигурирование ресурсов осуществляется
пользователем с помощью системной утилиты (ECU — EISA Configurati-
on Utility для шины EISA).
ж Автоматическое — РпР для шин ISA и PCI. Распределение ресурсов осу-
ществляется на этапе загрузки ОС.
Каждый из этих способов имеет достоинства и недостатки. «Железное» кон-
фигурирование (джамперами) дает максимальную своб'оду пользователю (в том
числе и для ошибок), но.для переконфигурирования адаптер приходится выни-
мать из компьютера. Назначенная конфигурация держится постоянно, но уста-
новленные параметры приходится сообщать драйверам ОС вручную. Конфигури-
рование «безджамперных» карт с помощью утилиты при установке нескольких
карт, особенно разнотипных, может оказаться проблематичным. Утилита может
обнаруживать несуществующие конфликты и не давать возможности установить
требуемые параметры. При ошибочном задании адресов RAM и ROM с перекры-
тием областей видеоадаптера компьютер или перестанет загружаться из-за
ошибки тестирования видеоадаптера, Или загрузится со «слепым» экраном. В та-
ком состоянии для исправления ошибки запустить утилиту будет сложно (спа-
сение — конфигурирование.карты в системе с видеоадаптером MDA/Hercules).
Хорошим компромиссом были карты с несколькими джамперами, с помощью
которых можно выбрать 2-3 фиксированных конфигурации или включить ре-
жим программного конфигурирования (soft configuration). Полностью автомати-
ческое конфигурирование РпР нормально работает лишь с ОС, поддерживаю-
щими РпР. Здесь надо быть готовым к тому, что при установке в систему нового
оборудования (или удалении устройств) настройки карты «уйдут». Больше все-
го неприятностей с картами РпР ISA, особенно если их устанавливается не-
сколько. К счастью, режим РпР можно отключать утилитой конфигурирования
карты.
Выбор среды и скорости передачи может быть ручным (программным) или
автоматическим. В ряде случаев имеет смысл делать явные назначения, чтобы
избегать сюрпризов излишней автоматизации. Автоматическая настройка вно-
сит дополнительные задержки в процесс инициализации (при загрузке) и не со
всяким сетевым оборудованием работает корректно. Для некоторых моделей
кцрт с интерфейсом 10Base2 (BNC-разъем) предлагается расширенный режим,
увеличивающий дальность связи до 305 м против штатных 185. При необходи-
мости использования длинных сегментов этим режимом можно воспользовать-
ся, но при условии, что он имеется и включен во всех картах данного сегмента.
В утилитах конфигурирования могут предлагаться и дополнительные опции —
оптимизация для клиента или сервера, поддержка модема и некоторые другие.
Их установка должна соответствовать конкретному применению.
6.7. Концентраторы: повторители, мосты и коммутаторы 267
При выборе адаптера следует обращать внимание на следующие свойства:
я Интерфейс и скорость передачи должны соответствовать текущей конфи-
гурации сети и учитывать перспективы развития. В настоящее время наи-
более популярны карты с разъемом RJ-45 на 10/100 Мбит/с с автоматиче-
ским выбором скорости.
Системная шина и способ обмена данными — для многозадачных приме-
нений желательно использование интеллектуальных адаптеров с прямым
управлением шиной (bus-master), разгружающим процессор. Адаптеры
bus-master должны иметь 32-разрядную шину (EISA, MCA, PCI), в про-
тивном случае будут проблемы с пропускной способностью и использова-
нием ОЗУ свыше 16 Мбайт.
Возможность полного дуплекса в многозадачных системах (на серверах)
позволяет теоретически удвоить пропускную способность (при подключе-
нии к полнодуплексному коммутатору).
® Размер установленной буферной памяти — чем больше, тем лучше. Сейчас
есть платы и с объемом буферной памяти, исчисляемой мегабайтами.
* Наличие гнезда для микросхемы BootROM, если планируется удаленная
загрузка, доступность микросхемы с соответствующей программой загрузки.
® Наличие драйвера для используемой ОС в комплекте поставки адаптера
или драйвера адаптера в составе используемой ОС.
№ Наличие утилиты конфигурирования (для программно конфигурируемых
адаптеров).
Ж Цена (соотношение цена/производительность).
6.7.	Концентраторы: повторители,
мосты и коммутаторы
Все современные реализации Ethernet (за исключением коаксиальных версий)
требуют для связи конечных узлов применения тех или иных активных проме-
жуточных устройств. Эти устройства являются точками концентрации индиви-
дуальных кабелей (проводов), подходящих к оконечным и другим промежуточным
узлам сети, и называются концентраторами. К сожалению, нет устоявшейся тер-
минологии, увязывающей в стройную систему такие понятия, как концентратор,
повторитель, хаб, мост и коммутатор. Под концентратором часто подразумевают
и повторитель (хаб) — простейшее устройство, и коммутатор, позволяющий объ-
единять устройства с разными технологиями (Ethernet, Token Ring, FDDI).
Концентраторы различаются по выполняемым функциям (повторители, мос-
ты/коммутаторы 2-го уровня, коммутаторы 3-го уровня), типам и числу портов,
конструктивному исполнению (см. 12.1.2).
Порты концентраторов Ethernet 10 Мбит/с могут иметь разные типы интер-
фейсных разъемов:
& BNC — для сегмента 10Base2;
268 Глава 6. Технология Ethernet
я AUI — для 10Base5, 10Base2, lOBaseT, lOBaseF, FQIRL; , ,
1 w RJ-45 MDIX — для lOBaseT (подключение станций);
* RJ-45 MDI — для lOBaseT (подключение к другому концентратору);
ж ST (пара) — для lOBaseF.
Порты Fast Ethernet 100 Мбит/с могут иметь разъемы следующих типов:
Ж RJ-45 MDIX — lOOBaseTX и/или 100BaseT4 (подключение станций);
Ж RJ-45 MDI — lOOBaseTX и/или 100BaseT4 (подключение к другому кон-
центратору);
Ж SC или ST (пара) — для lOOBaseFX;
Ж МП (40-контактный) — для любых интерфейсных модулей.
Порты Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с могут иметь разъемы следующих типов:
№. RJ-45 — для lOOOBaseT;
Ж SC (пара) или миниатюрные дуплексные (МТ-RJ и т. п.) — для lOOOBaseSX,
lOOOBaseLX;
я HSSDC или DB9S — для lOOOBaseCX (порты этого типа встречаются редко).
Порты BNC подключаются к Т-коннекторам в произвольных местах кабель-
ных сегментов, разрешенных для используемого коаксиального кабеля (риски на
толстом кабеле, не ближе 0,5 м от соседнего узла — на тонком). Изредка встреча-
ются повторители (многопортовые), у которых имеются внутренние терминато-
ры. Такие повторители могут подключаться только к концам коаксиальных сег-
ментов (без Т-коннекторов и дополнительных терминаторов).
Порты AUI и МП универсальны, но требую! использования довольно дорого-
го внешнего трансивера или интерфейсного модуля. Трансивер может устанав-
ливаться непосредственно на разуем или подключаться АШ-кабелем длиной до
50 м (см. 3.2.2). Длина интерфейсного кабеля для МП ограничена 0,5 м, мрдуль
МП чаще всего устанавливается прямо в Гнездо.
Порты RJ-45 обычно имеют раскладку MDIX, что позволяет подключать
станции «прямыми» кабелями. На многопортовых повторителях часто один из
портов RJ-45 снабжают переключателем «MDI—MDIX» или дублирующйм
разъемом с раскладкой MDI, что позволяет его подключать «прямым» кабелем к
другим концентраторам. При необходимости соединения двух устройств с пор-
тами MDIX используют перекрестный кабель (crossover), который может быть
универсальным для lOBaseT, lOOBaseTX и 100BaseT4 (рис. 6.10).
Оптические порты имеют пару коннекторов, помеченных как «Тх» — выход
передатчика и «Rx» — вход приемника. Для соединения нужна пара волокон, вы-
ход «Тх» соединяется со входом «Rx» противоположного устройства и наоборот.
6.7.1.	Повторители
Повторитель (repeater) в сетях Ethernet на коаксиальном кабеле используется
как средство преодоления ограничений длины кабеля и количества подключен-
ных узлов (по электрическим характеристикам). В сетях на витой паре и оптово-
6.7. Концентраторы: повторители, мосты и коммутаторы 269
локне повторитель является самым дешевым вариантом связующего устройства
и чаще называется хабом (hub).
Bt простейшем случае повторитель имеет два порта. В его задачи входит пере-
дача сигнала из одного порта в другие с восстановлением формы и обработкой
коллизий, а также изоляция (partitioning) порта, на котором он обнаруживает
непрерывные ошибки. Каждый порт имеет собственный трансивер — приемник,
передатчик и детектор коллизий. Повторитель прослушивает сигналы на всех
портах. При обнаружении несущей на одном из портов он синхронизируется по
преамбуле и принятую последовательность сигналов транслирует во все другие
порты с номинальной амплитудой импульсов. По пропаданию несущей все пор-
ты снова переходят в состояние ожидания сигнала на каком-либо из портов.
Если во время трансляции сигнала в каком-либо из портов обнаруживается кол-
лизия, повторитель во все порты посылает jam-последовательность. Это делается
для того, чтобы узлы, подключенные ко всем портам, могли бы распознать кол-
лизию (транслировать амплитудные искажения повторитель не может). Если
трансивер одного из портов обнаруживает коллизии подряд 32 раза, то порт изо-
лируется (partitioned) — сигналы с этого порта перестают транслироваться в
остальные. Пакеты в сегментиройанный порт транслируются. Если трансиверу
удается передать пакет в сегментированный порт без коллизии, сегментация
снимается и порт переходит в нормальный режим работы. Эта автоизоляция
(auto partition) предназначена для повышения живучести сети. Для повторите-
лей Fast Ethernet правила изоляции и «реабилитации» портов несколько слож-
нее. Поводом для изоляции является и длинная «болтливая» (jabber) посылка
(40 000-75 000 бит).
Повторитель работает на уровне физических сигналов — закодированных би-
товых цепочек. Никакого анализа кадров он не Выполняет. Все узлы, подключен-
ные к портам одного повторителя, находятся в одном домене коллизий. Для уве-
личения числа подключаемых узлов и расстояния между ними в сети может
присутствовать множество соединенных между собой повторителей. Сеть на по-
вторителях должна удовлетворять следующим ограничениям:
Ж Петлевые соединения повторителей недопустимы — сеть не должна иметь
замкнутых контуров.
Ж Между любой парой станций сети на 10 Мбит/с может быть не более 4 по-
вторителей (кроме повторителей lOBaseFB, которых может быть больше).
ж Задержка распространения сигналов между любой парой узлов не должна
превышать 25 мкс для 10 Мбит/с и 2,5 мкс для 100 Мбит/с.
 Повторитель Fast Ethernet 100 Мбит/с класса I в сегменте может быть
только один. Повторителей класса II может быть не более двух.
Многие дешевые модели повторителей Ethernet имеют несколько портов RJ-
45 и один BNC. Порт BNC выгодно использовать для объединения таких повто-
рителей в один сегмент — он позволяет соединить До 30 повторителей без нару-
шения правил.	,
Увеличивать количество портов в сегменте, не нарушая ограничений на чис-
ло повторителей, позволяют стековые повторители. Так, через обычные порты
могут соединяться В цепочку'до 4 стеков повторителей Ethernet и до 2 стеков
270 Глава 6. Технология Ethernet
повторителей Fast Ethernet класса 2. Стек из повторителей Fast Ethernet класса
2 может выглядеть и как устройство класса 1 (эГО указывается в документации),
тогда он не может соединяться с другими повторителями.
6.7.2.	Мосты и коммутаторы
Мост (bridge) является средством передачи кадров между двумя (или более)
сегментами-доменами коллизий. Мост анализирует заголовок кадра — его инте-
ресуют МАС-адреса источника и получателя. Мост'прослушивает кадры, прихо-
дящие каждый на свой порт, и составляет списки МАС-адресов узлов, подклю-
ченных к этим портам (по адресам источника). Если приходящий кадр имеет
адрес назначения, принадлежащий тому же сегменту, то этот кадр мостом филь-
труется — никуда це транслируется. Если адрес назначения известен мосту и
относится к другому сегменту, мост транслирует этот кадр в соответствующий
порт. Если положение адресата назначения еще не известно мосту, кадр трансли-
руется во все порты (кроме того, откуда он пришел). Широковещательные и
многоадресные кадры также транслируются во все порты. Трансляция предпола-
гает доступ к сегменту по обычной схеме: ожидание отсутствия несущей, переда-
ча кадра и в случае коллизий повторные попытки передачи. Для выполнения
этих процедур мост должен иметь буферную память для промежуточного хране-
ния кадров, а также память для хранения списков МАС-адресов узлов сегментов
всех портов. Описанный алгоритм поведения относится к «прозрачным» мостам
(transparent bridge), определенным стандартом IEEE 802.1d. .
Коммутатор (switch) в принципе выполняет те же функции, что и мост, но
Предназначен для несколько иных целей. Коммутатор используется как средст-
во сегментации — уменьшения количества узлов в доменах коллизий- В пре-
дельном случае — микросегментации — к каждому порту коммутатора подклю-
чается только один узел. При этом коммутатор должен направить в нужный
порт каждый приходящий кадр, что предъявляет высокие требования к произ-
водительности процессора коммутатора. Если к порту коммутатора подключа-
ется один узел (станция или другой коммутатор), то появляется возможность
работы в полнодуплексном режиме. При этом коллизии как таковые отсутст-
вуют.
Существуют два основных подхода к коммутации — с промежуточным сохра-
нением и «на лету».
Технология с промежуточным хранением (store and forward) предполагает, что
каждый кадр, пришедший в порт, целиком принимается в буферную память. Да-
лее процессор анализирует его заголовок, адрес источника использует для по-
строения своих таблиц, а по адресу назначения определяет порт, в который кадр
должен быть передан. В случае многоадресной или Широковещательной переда-
чи это будет группа из всех остальных портов. Передача в порт(ы) производится
по мере его (их) освобождения, согласно процедуре CSMA/CD. После успешной
передачи (во все требуемые порты) кадр из памяти удаляется, освобождая место.
Эта технология позволяет анализировать кадр (проверять CRC-код) и игнори-
ровать ошибочные (что делается не всегда). Недостатком является значительная
задержка передачи кадров — по крайней мере на время приема кадра (для макси-
мально длинного кадра при 10 Мбит/с — 1,22 мс).	<
6.7. Концентраторы: повторители, мосты и коммутаторы 271
.Коммутация на лету (on-the-fly) выполняется по возможности без промежу-
точного хранения. Порт принимает кадр, одновременно анализируя его поле за-
головка, Как только пройдут биты адреса назначения — первые 6 байт после пре-
амбулы, — коммутатор уже может пересылать кадр в порт(ы) назначения, если
они не заняты. В случае, если порт назначения занят, промежуточное хранение
неизбежно Коммутация на лету вносит минимальную задержку — при свобод-
ном порте назначения она составит (8+6)х8 = 112 bt, для скорости 10 Мбит/с —
11,2 мкс. Однако проверка CRC не производится, и коммутатор распространяет
все кадры, в том числе и короткие, отсеченные коллизиями.
В отличие от мостов, число портов которых было невелико (часто всего два),
коммутаторы имерт множество портов, между которыми для каждого пакета
должна устанавливаться виртуальная цепь передачи. В общем случае Мпортовый
коммутатор с полудуплексными портами должен обеспечивать до N/2 одновре-
менно действующих виртуальных цепей. В случае полного дуплекса количество
цепей теоретически может достигать и N, но такое равномерное распределение
«заявок» На связи практически не встречается.
В зависимости от производительности коммутатор может быть блокирую-
щим и неблокирующим. Неблокирующий коммутатор способен обрабатывать все
кадры, приходящие на все его порты с максимальной скоростью, которую обес-
печивает среда передачи. Очевидно, чТо для этого йроизводительность «комму-
тационной фабрики» должна быть не меньшей, чем сумма пропускной способности
половины портов. В случае полного дуплекса в этом соотношении пропускную
способность порта следует считать равной удвоенной битовой скорости (т. е. 20,
200 или 2000 Мбит/с). Для скорости 10 Мбит/с и при не очень большом количе-
стве портов это достигается относительно просто, высокие скорости создают
определенные трудности, особенно при большом количестве портов. В мостах с
задачей коммутации успешно справлялся один процессор, как правило, там при-
менялся процессор общего назначения. В коммутаторах для получения приемле-
мой производительности каждый порт (или группа портов) снабжается своим
процессором, и эти процессоры работают параллельно. В качестве процессоров
портов часто применяют специализированные микросхемы (ASIC). Их работой
управляет центральный процессор коммутатора. Соединения между портами
могут организовываться разными способами:
• Коммутационная матрица — это аппаратная схема (электронный комму-
татор), которая позволяет организовать цепь передачи логического сигна-
ла между любой парой портов. Процессор каждого порта принимает кадр
сначала в свой буфер. Как только процессор порта определяет адрес назна-
чения очередного кадра, он запрашивает у матрицы требуемое соединение.
Если выходной порт свободен, устанавливается логическая связь и кадр
через матрицу поступает на передатчик выходного порта. Если выходной
порт занят, кадр сохраняется в буферной памяти входного порта на время
до освобождения требуемого выходного. Нетрудно заметить, что объем
(количество элементов) схемы коммутационной матрицы растет пропор-
ционально квадрату числа портов, поэтому матрица применяется при
ограниченном (и фиксированном) числе портов.
, • Объединяющая шина высокой производительности связывает процессоры
всех портов. Кадры по ней пересылаются мелкими фрагментами (ячейка-
272 Глава 6. Технология Ethernet
ми) на скорости, существенно большей битовой скорости портов. В ре-
» зультате каждая передача занимает малую часть времени шины и несколь-
ко пар< процессоров могут обмениваться кадрами псевдопараллельно.
Производительность шины в идеале должна быть не меньше суммы про-
пускной способности половины портов. До тех пор, пока это условие со-
блюдается, увеличение количества портов не вызывает особых техниче-
ских проблем. Скорость передачи по шине не зависит от скорости работы
конкретных портов, а согласование размеров ячеек со стандартным для
ATM облегчает возможность построения гибридных коммутаторов Ether-
net — Token Ring — FDDI — ATM. Объединяющая шина широко исполь-
зуется в модульных коммутаторах на основе шасси. Здесь шина реализует-
ся в виде пассивной объединяющей панели (passive backplane), а модули с
группами портов могут устанавливаться в относительно произвольном ко-
личестве с возможностью «горячей» замены (hot swap).
К Разделяемая память — это единая буферная память, доступная процессо-
рам всех портов коммутатора. Все входящие кадры «складываются» в эту
память, а процессорам выходных портов передаются лишь указатели на
блоки памяти, содержащие предназначенные им кадры. Процессоры вы-
ходных портов после успешной передачи отмечают эти блоки как свобод-
ные для дальнейшего использования. Общая память позволяет не делать
больших запасов памяти для каждого порта (на случай перегрузок). Разде-
ляемая память проще реализуется в одноплатных коммутаторах (шина па-
мяти сугубо локальна).
На практике используются и комбинации этих основных способов — напри-
мер, модули с коммутационными матрицами могут быть связаны между собой
объединяющей шиной.
Конструктивно коммутаторы могут иметь несколько вариантов исполнения в
зависимости от их назначения и производительности.
и Коммутаторы с фиксированным числом портов — самые дешевые устрой-
ства, применяемые для числа портов до 24-30. Часто 1-2 порта* имеют
скорость, на порядок большую скорости основной массы портов. Эти пор-
ты предназначаются для подключения приоритетных узлов (серверы) и
связи с другими коммутаторами. Более дорогие модели могут иметь не-
сколько гнезд для подключения различных интерфейсных модулей, в том
числе оптических, с резервированием линий и т. п. В больших сетях такие
коммутаторы применяются на уровне этажных распределителей, в малых
сетях они могут быть и центральными устройствами.
И Модульные коммутаторы могут иметь до сотни портов (в зависимости от
размера шасси, плотности портов модулей и производительности). Эти
коммутаторы применяют в качестве магистральных на уровне кампусных,
домовых распределителей, а иногда и в этажных. Удельная стоимость пор-
та снижается по мере увеличения числа установленных модулей (наклад-
ные расходы на шасси велики), но все равно остается выше, чем у
устройств с фиксированной конфигурацией. Производительность, как
правило, тоже выше. !
ЬЛ. Концентраторы: повторители, мосты и коммутаторы 273
« Стековые коммутаторы в идеале должны иметь пропускную способность
стекового интерфейса не ниже суммы пропускной способности половины
портов всех коммутаторов, объединяемых в стек. На практике этот интер-
фейс становится узким местом, и количество объединяемых устройств ча-
сто ограничивается четырьмя. Топология соединений устройств стека мо-
жет быть различной: цепочка, кольцо, звезда (рис. 6.11). При связи в
цепочку отказ одного устройства может привести к распаду стека на две
несвязанные части. Этот недостаток устраняется при закольцовывании
устройств. И в цепочке, и в кольце пропускная способность стекового ин-
терфейса разделяется всеми устройствами. Этого недостатка позволяет из-
бежать построение стека с помощью специального матричного коммутато-
ра, к которому подключаются объединяемые коммутаторы. Теоретически,
пропускная способность такого стека ограничивается суммой пропускных
способностей коммутаторов или суммой пропускных способностей их сте-
ковых интерфейсов (меньшей из этих сумм). Однако это достигается це-
ной применения Дополнительного довольно дорогого устройства, которое
тоже является единой точкой отказа стека. В отличие от стеков повторите-
лей, которые могут быть и распределенными, стек коммутаторов практи-
чески всегда локален — длина соединительных кабелей не превышает
0,5-1 м.
Рис. 6.11. Соединение коммутаторов в стек: а — цепочка, б — кольцо, в — звезда
Производительность коммутаторов рассматривается в двух аспектах: макси-
мальное количество обрабатываемых кадров за единицу времени (определяется
производительностью процессоров коммутатора) и максимальное количество
бит,' пропускаемых за единицу времени (может ограничиваться производитель-
ностью объединяющей шины и/или разделяемой буферной памяти). Однако,
даже если пропускная способность коммутатора будет достаточно высокой, воз-
можны перегрузки, если ряд портов будет состязаться за право передачи кадров
в один из портов. При Перегрузке буфер начнет переполняться и часть пакетов
будет теряться без уведомления источника и: получателя. Конечно, протоколы
верхцих уровней заметят пропажу кадров и организуют их повторную передачу,
но это произойдет не быстро. В результате коммутатор может даже замедлить
работу сетевых приложений (при формально высокой скорости передачи будет
большое время отклика). По этой причине имеет смысл критичные узлы (напри-
мер, серверы) подключать к высокоскоростным портам коммутатора. Как раз
274 Глава 6. Технология Ethernet
для этих целей многие модели коммутаторов имеют основную массу1 портов
10 Мбит/с и 1^2 порта 100 Мбит/с.
Я В полудуплексном режиме коммутатор может довольно просто бороться с
перегрузками, притормаживая входные Порты. Для этого он может специ-
ально устраивать коллизии (тогда источник будет вынужден повторно пе-
редавать кадр) или захватывать среду передачи по окончании очередного
кадра йуть раньше, чем предписывает стандарт 802.3. Эти способы воздей-
ствия называются обратным давлением и агрессивным поведением комму-
татора.
И В полнодуплексном режиме обратное воздействие вышеописанными спосо-
бами невозможно. Для регулирования потока в полнодуплексных вариан-
тах Ethernet был принят стандарт IEEE 802.3х. Здесь определены служебные
символы «приостановить Передачу на определенное время» и «продол-
жить передачу», которые вводятся в виде кбдов физического уровня. Пол-
нодуплексные устройства (коммутаторы и сетевые адаптеры), поддержи-
вающие 803.3х, обязаны реагировать на их-появление. .
Мосты и коммутаторы позволяют разбивать сеть на отдельные сегменты —
домены коллизий. Это означает, что коллизии не распространяются за границы
сегментов (хотя кадры, поврежденные коллизиями, рядом коммутаторов распро-
страняются беспрепятственно). Однако широковещательные и многоадресные
кадры при применении обычных прозрачных мостов (коммутаторов) будут пу-
тешествовать по всей сети, вызывая ее нежелательную загрузку. Локализацию
широковещательного и многоадресного трафика позволяют осуществлять интел-
лектуальные коммутаторы, поддерживающие виртуальные локальные Сети. По-
дробнее о них см, в 12.5.
Топологические ограничения, относящиеся к сетям на повторителях, спра-
ведливы для каждого домена коллизий. Сеть, построенная с применением обыч-
ных мостов и коммутаторов, не должна иметь петель — между любой парой уз-
лов в ней должен существовать только один путь. Более сложные топологии
коммутируемых сетей рассмотрены в п. 6.8.
6.7.3.	Дополнительные возможности
концентраторов
Кроме обеспечения связи между портами концентраторы могут иметь ряд до-
полнительных возможностей:
Я Индикация уровня загрузки и коллизий (линейки светодиодов или инди-
каторы превышения критических уровней).
И Индикация состояния портов. Для каждого порта индицируется актив-
ность, скорость (10/100, если возможен выбор), режим (полудуплекс/
дуплекс), состояние (разрешен, запрещен вручную или изолирован авто-
матически по неисправности или нарушении защиты).
№ Управляемость (management) — возможность удаленного наблюдения за
состоянием портов и сегментация (отключение) портов по команде опера-
тора, управление защитой.
6.7. Концентраторы: повторители, мосты и коммутаторы 275
Мониторинг — сбор статистики по портам и устройству в целом. В про-
стейшем случае повторитель снабжается индикатором уровня загрузки
сегмента (network utilisation) — линейкой светодиодов и индикатором
коллизий. Коммутатор должен отслеживать состояние и загрузку каждого
порта. Для мониторинга устройства могут поддерживать все или часть
групп RMON, иметь возможность отражения портов (port mirroring). По-
дробнее об управлении и мониторинге см. в главе 13.
Сегментируемость повторителя (segmented hub) — возможность организа-
ции в одном физическом устройстве нескольких изолированных сегмен-
тов. Каждый порт при конфигурировании подключается к одному из сег-
ментов. Такую возможность имеют, например, устройства Port Switch Hub
фирмы ЗСот. При необходимости связь между сегментами обеспечивает-
ся либо внешними устройствами (мостами, коммутаторами, маршрутиза-
торами), либо внутренними мостами (если таковые имеются).
Поддержка двух скоростей — независимый (возможно, автоматический)
выбор скорости работы (10 или 100 Мбйт/с) Каждого порта. Для коммута-
торов это свойство вполне естественно. Двухскоростной повторитель (dual
speed hub) фактически имеет два сегмента (10 и 100 Мбит/с), связанных
внутренним мостом. Могут встречаться и упрощенные реализации, выби-
рающие единую общедоступную скорость для всех портов повторителей.
При этом возможны побочные эффекты: неожиданный переход на ско-
рость 10 Мбит/с при подключении очередного узла 10 Мбит/с; невозмож-
ность соединения с узлом 100 Мбит/с, не поддерживающим автосогласо-
вание режимов и т. п.
Автоматический выбор скорости (10/100) и режима (полудуплекс/дуп-
лекс) работы каждого порта (autosence). При этом стандартный протокол
согласования (см. 6.4) может дополняться интеллектом (smart auto-
sensing) — если по протоколу установлена скорость 100 Мбит/с, а плохая
линия (категории 3) приводит к большому количеству ошибок, то выбира-
ется скорость 10 Мбит/с. Автоматическое согласование работает не всегда,
и многие администраторы предпочитают ручное конфигурирование.
Автоматическая коррекция полярности пар (для портов RJ-45) позволяет
использовать линии с перепутанными проводами,® ларе. Полезность этого
свойства сомнительна -> если такое устройство, нормально работающее с
«неправильной» линией, вдруг придется заменить обычным, проблема со
связью возникнет неожиданно. Лучше все линии привести в соответствие
со стандартом до подключения активного оборудования.
Возможность объединения в стек. Для повторителей (stackable hub), в за-
висимости от возможностей управления, объединение портов в единый
сегмент, может быть как безусловным, так и управляемым. Если порты
объединяются, то весь стек с точки зрения правил построения сети высту-
пает в роли единого повторителя, что особенно ценно для 100 Мбит/с.
Сегментируемые хабы позволяют каждый сегмент отдельного хаба либо
сконфигурировать на независимое использование, либо подключить к од-
ному из сегментов, определенному на всем стеке.
276 Глава 6. Технология Ethernet
9 Защита от несанкционированного доступа — разрешение работы портов
только с определенными МАС-адресами узлов. Для повторителей при
включенной защите трансляция кадров осуществляется только в порт ад-
ресата назначения, в остальные порты посылается бессмысленный кадр,
обозначающий занятость среды передачи. Эти возможности более харак-
терны для коммутаторов, но встречаются и в дорогих моделях интеллекту-
альных хабов.
6.8.	Топология соединения
коммутаторов
Классический вариант сети Ethernet строго предполагает, что между любой па-
рой узлов возможен только один путь прохождения сигнала, Это обеспечивается
шинной топологией для коаксиального кабеля и звездообразной или древовид-
ной топс-логией для других сред передачи. Мосты и первые коммутаторы, не по-
зволяли нарушать это правило. Если при ошибочной коммутации образовыва-
лась петля, то домен коллизий, в котирую она попадала, становился практически
неработоспособным. В нем кадры размножались и бесконечно повторялись, вы-
зывая загрузку сегмента и массовые коллизии.
Единственность пути делает сеть уязвимой — при нарушении связи в линии
узлы, находящиеся на ее противоположных концах, оказываются изолированны-
ми друг от друга. Кроме того, в коммутируемой сети могут образовываться узкие
места — линии, иа передачу по которым' претендуют участники нескольких до-
менов коллизий. В сетях без коммутаторов узким местом становилась вся разде-
ляемая среда передачи. Применение коммутаторов позволяет организовывать
магистрали, несущие основную нагрузку, и разгружать периферийные области
сети. Магистрали стали требовать обеспечения более высокой пропускной спо-
собности, а также обеспечения резервирования линий для повышения живуче-
сти сети. Для увязки этих потребностей с «природой» Ethernet применяются
различные стандартные и фирменные подходы, описанные ниже.
6.8.1.	Избыточные связи и алгоритм
Spanning Tree
Алгоритм STA (Spanning Tree Algorithm — алгоритм остовного, или покрываю-
щего дерева) и протокол STP (Spanning Tree Protocol) определены стандартом
IEEE 802.1d. Этот алгоритм реализуется в сети, построенной с применением ин-
теллектуальных мостов (коммутаторов). Идея его заключается в выделении из
связного графа сети с избыточными линиями дерева, соединяющего все узлы и
оптимального по определенным критериям. В нормальном состоянии коммута-
торы имеют информацию обо всех соединениях, но игнорируют резервные ли-
нии связи (рис. 6.12, а). Если же из-за аварии основной линии связь теряется,
коммутаторы пересчитывают граф, определяя новое дерево (рис. 6.12, б), и связь
восстанавливается.
i 6.8. Топология соединения коммутаторов ЩУ?
Рис. 6.12. Выделение дерева по протоколу STP: а — нормальная структура, б — результат
обработки аварии линии
Каждый мост имеет свой уникальный МАС-адрес, назначенный его произво-
дителем. Мосты периодически обмениваются короткими служебными кадрами
формата 802.3, у которых в поле данных помещается протокольный блок BPDU
(Bridge Protocol Data Unit). Эти кадры по адресу назначения являются группо-
выми (multicast) со специфическим идентификатором группы, назначенным мо-
стам. Адресом источника является МАС-адрес моста. Блоки BPDU бывают двух
типов — конфигурационные и смены Топологии. Кстфигураиионнъш BPDU со-
держит следующие поля:
Ж. Protocol Identifier (идентификатор протокола) — 2-байтный код, опреде-
ленный IEEE.
к Protocol Version Identifier (идентификатор версии) — 1 байт.
'' ж BPDU Туре (тип) — 1 байт, различающий конфигурационный BPDU и
BPDU смены топологии.	,
ж Flags (флаги) —1-байтное поле с флагами смены топологии и подтвержде-
ния смены топологии.
И Root Identifier (идентификатор корня) — 8-байтное число, образованное
из МАС-адреса (6 байт) моста, объявленного корнем, и приоритета (2 бай-
та), назначенного при ручном конфигурировании моста. Байты приорите-
та являются старшими. При определении корня приоритет имеет мост с
наименьшим идентификатором-
® Root Path Cost (стоимость пути до корня) — 4-байтное поле, используемое
для нахождения оптимального пути до корня.
» Bridge Identifier {идентификатор моста) — 8-байтное число, образованное
йз МАС-адреса моста и назначенного приоритета (аналогично идентифи-
катору корня).
• Port Identifier (идентификатор порта) — 2-байтное поле, состоящее из
1-байтного приоритета порта, назначенного при ручном конфигурирова-
нии моста, и 1-байтного номера порта моста. Меньший идентификатор со-
ответствует большему приоритету.
Ж Message Age (возраст сообщения) — 2-байтное поле, определяющее давность
прихода конфигурационного сообщения (слишком старые отбрасываются).
« Max Age (максимальный возраст) — 2-байтное поле тайм-аута, устанавли-
ваемое корневым мостом. Используется при сравнении с возрастом при
определении актуальности сообщения.
278	Глава 6. Технология Ethernet
W Hello Time (период приветствий) — 2-байтное поле интервала, с которым
корневой мост генерирует конфигурационные BPDU. Если мост не услы-
шит очередное сообщение за указанное время, он инициирует смену топо-
логии и пытается объявить себя новым корнем.
И Forward Delay (задержка трансляции) — 2-байтное поле задержки Транс-
ляции кадров, устанавливаемое корневым мостом. Задержка необходима
для предотвращения петель при изменении состояния портов (смене топо-
логии). Значение используется и для определения допустимого возраста
записей таблицы адресов, хранимой мостом (при смене топологии старые
записи таблицы становятся недействительными).
BPDU смены топологии в поле данных содержит только идентификатор про-
токола, номер версии и поле типа. ’•	•	’
По включении питания мосты с включенном ST А не начинают сразу строить
таблицы адресов и транслировать приходящие кадры, а только посылают и при-
нимают кадры с BPDU. Каждый мост поначалу объявляет себя корнем И рассы-
лает по всем своим портам конфигурационные BPDU, в которых идейтификато-
ром корня назначается идентификатор данного моста. Стоимость пути до корня
объявляется нулевой. Если мост с какого-то порта принял BPDU, в котором
идентификатор корня имеет более высокий приоритет (меньший номер), то Он
во все остальные свои порты будет передавать BPDU с этим новым номером
корня. К стоимости пути, которую он прочитал, мост добавит свое значение,
определяемое Пропускной способностью Порта, с которого принят BPDU от при-
знанного корня (1000/v: 100 для Ethernet, 10 для Fast и 1 для Gigabit Ethernet).
Если мост примет с другого порта еще один идентификатор'корня, то он будет
выбирать корень с Наименьшим значением идентификатора. В итоге вся сеть вы-
берет единый корень, но при этом будут обнаружены петли (если они есть в то-
пологии). Для моста признаком петли будет получение BPDU с одним и тем же
идентификатором корня по двум портам. Один из этих порТов должен перейти в
заблокированное состояние, другой остается активным. Предпочтение отдается
порту, для которого принята минймальная стоимость пути от корня. Если стои-
мости равны, то выбирается максимальный приоритет моста (минимальное зна-
чение идентификатора), от которого пришел блок. Если блоки пришли от одного
моста, то выбирается максимальный приоритет порта моста, от которого пришел
блок. Наконец, если блоки посланы одним портом, то. выбирается максимальней
приоритет порта данного моста, принявшего Алок. После того как отработает ме-
ханизм задержки трансляции, мосты начинают свою основную деятельность
(фильтрацию и трансляцию кадров). Корневой мост периодически посылает
свои BPDU, которые остальными мостами распространяются по активным
портам по вышеописанным правилам. Если какой-то мост перестал «слышать»
BPDU, он генерирует кадр смены топологии и собственные конфигурационные
BPDU, пытаясь стать корнем. При наличии избыточных связей алгоритм по-
вышает живучесть сети за счет стремления -каждого моста стать если и не кор-
нем, то по крайней мере мостом, назначенным для обслуживания подключен-
ных к нему сегментов.
Недостатком протокола STP является заметное время, уходящее на пересчет
графа при обнаружении отказа линии. В течение этого времени абоненты раэо-
6.8. Топология соединения коммутаторов 279
рванных фрагментов сети не имеют связи друг с другом. Кроме того, резервные
линии при работающих основных простаивают, а их хотелось бы Использовать
для повышения производительности магистральной сети. Достоинством являет-
ся произвольность топологии избыточных связей, что позволяет дублировать и
линии связи, и коммутаторы. При этом не накладывается никаких ограничений
на скорость передачи — в резерв можно ставить и относительно дешевые низко-
скоростные коммутаторы. Правда, чем сложнее граф, тем дольше он будет пере-
считываться при аварии. STP является признанным стандартом, позволяющим
объединять мосты (коммутаторы) различных производителей, поддерживающих
данный протокол.
6.8.2.	Дублирующие линии
(Resilient Link, LinkSafe)
Главный недостаток STP — большое время восстановления — устраняется в
фирменных технологиях Resilient Link (ЗСот), LinkSafe (Вау). Идея заключает-
ся в прокладке между двумя коммутаторами не одной, а двух линий. Пара физи-
ческих интерфейсов коммутатора, сконфигурированных на дублирование, рас-
сматривается как один порт. Таким образом должны быть сконфигурированы
интерфейсы коммутаторов на обоих концах резервированной «гинии. В нормаль-
ном режиме передача данных происходит только по основной линии, резервная
простаивает. В случае обнаружения отказа основной линии ее интерфейс отклю-
чается и обмен продолжается по резервной линии. Поскольку обнаружение от-
каза происходит на физическом уровне (а не по тайм-ауту ожидания кадров
BPDU), реакция и восстановление связи происходит быстро (соизмеримо с вре-
менем передачи одного кадра). Недостатков этой технологии является тополо-
гическая ограниченность? основная и резервная линии связывают одни и те же
коммутаторы. Конечно, для страховки физический резервный кабель можно
проложить по иной трассе, но это не спасает от отказа коммутатора (даже одного
его порта). Резервная линия при исправной основной' простаивает, как и
при STP. Технологии не являются промышленными стандартами — совмести-
мость аппаратуры разных производителей не гарантируется.
6.8.3.	Объединение портов (Port Trunking)
Объединение портов служит двум целям — повышению надежности и увеличе-
нию производительности. Пара магистральных коммутаторов соединяется не-
сколькими (как правило до 4) параллельными линиями. Эти линии подключа-
ются к портам, сконфигурированным на работу «в унисон». Логическй группа
этих портов представляется одним портом, производительность которого равна
сумме производительности задействованных линий. При отказе одной из линий
нагрузка распределяется по остальным — производительность падает, но сеть
живет. Механизм объединения портов также пока не стандартизован, хотя и ис-
пользуется многими производителями активного оборудования. Кроме названия
Port Trunking («магистрализация» портов), применяют и Port Bundling (связка
портов).
280 Глава 6. Технология Ethernet
6.8.4.	Активная полносвязная топология (АМТ)
Фирма Cabletron разработала технологию SecureFast, которая позволяет ис-
пользовать активную полносвязную топологию соединения коммутаторов
АМТ (Active Mesh Topology). Пример соединения четырех коммутаторов, ил-
люстрирующий ее возможности, приведен на рис. 6.13. Здесь между клиентами
А и В, а также А и С существуют три возможных пути: 1-2-4, 1-3-4 и 1-2-3-4.
Если производительность каналов, соединяющих коммутаторы, одинакова, то
последний путь явно хуже оптимальных первых двух. Все коммутаторы распо-
лагают информацией о существующих между ними связях, а также об адресах
подключенных к ним клиентов. Когда клиент А посылает первый кадр клиенту
В, коммутаторы определяют первый оптимальный маршрут (пусть это 1-2-4),
отправляют по нему кадр и отмечают у себя соединение, характеризуемое па-
рой адресов источника (А) и назначения (В). Информация о соединении хра-
нится в кэш-памяти коммутаторов, и для следующих кадров с этой же парой
адресов пути будут уже сразу коммутироваться (что быстрее), а не маршрути-
зироваться, как это делалось для первого кадра. Если затем потребуется пере-
сылка от А к С, для которой оптимальны те же пути, теперь будет выбран дру-
гой оптимальный путь (1-3-4) благодаря применению ротации приоритетов
равноценных каналов. При выборе оптимальных путей коммутаторы стремятся
минимизировать уловную стоимость, которая определяется как сумма метрик
линий, задействованных в пути. Метрика определяется как величина, обратно
пропорциональная пропускной способности. Таким образом коммутаторы за-
ботятся как о скорейшей доставке кадров, так и о сбалансированности загрузки
всех доступных линий связи. В случае отказа какой-либо линии коммутаторы
быстро обнаруживают этот факт и перестраивают свои таблицы оптимальных
маршрутов, исключая отказавший участок. Однако в отличие от Spanning Tree
на время пересчета топологии передача кадров по сети не приостанавливается.
Так же безболезненно происходит Ц включение в работу восстановленных ли-
ний.
Рис. 6.13. Полносвязная топология
Технология SecureFast реализована в довольно дорогих коммутаторах фирмы
Cabletron и кроме оптимизации загрузки линий и их резервирования включает
поддержку довольно сложных виртуальных локальных сетей.
6.9. Расчет допустимых размеров сети	281
6.9.	Расчет допустимых размеров сети
Допустимые размеры сети Ethernet определяются рядом факторов:
ж Ограничения на длину кабельного сегмента, связанные с затуханием и ис-
кажением формы сигнала: 10Base5 — 500 м и правило «5-4-3», 10Base2 —
185 (300) м и правило «5-4-3», lOBaseT/ 100BaseTX/100BaseT4 — 100 м.
Ж Ограничение на количество узлов в домене коллизий: не более 1024.
 Ограничение на количество повторителей между любой парой узлов: Et-
hernet — 4, Fast Ethernet — 1 или 2, Gigabit Ethernet — 1.
ж Ограничения на размер домена коллизий, связанные со временем распро-
странения сигнала между конечными узлами сети: время двойного оборо-
та для Ethernet и Fast Ethernet не должно превышать 512 bt, для Gigabit
Ethernet — 2048 bt.
Для сетей на медных кабелях, как правило, достаточно выполнить первые три
условия. Оптоволокно, особенно одномодовое, позволяет значительно увеличи-
вать длину кабельного сегмента, но при этом ограничивающим фактором будет
выступать задержка распространения. Задержкам 25,6 мкс (для 10 Мбит/с) и
2,6 мкс (для 100 Мбит/с) соответствуют длины стеклянного волокна около 5000
и 500 м.
Задержки распространения особенно заметны для технологий Fast и Gigabit
Ethernet, причем здесь заметную роль играют и задержки в активном оборудова-
нии (сетевых адаптерах и повторителях). Для проверки на допустимость размера
домена коллизий составляют топологический план сети, на котором отмечают
типы активного оборудования, типы и длину кабельных сегментов. Далее опре-
деляют время двойного оборота для пары узлов, максимально удаленных друг от
друга (в смысле времени распространения сигнала). Если это время вписывается
в установленные ограничения, сеть будет работоспособной. Если время двойного
оборота окажется больше допустимого, придется изменять топологию (если воз-
можно) или разбивать сеть на логические сегменты (домены коллизий) меньше-
го размера и связывать эти сегменты между собой мостами, коммутаторами или
маршрутизаторами. Ряд фирм предлагает преодолевать эти ограничения с помо-
щью специальных интерфейсных модулей (например, Distance Extender фирмы
ЗСош) — они по сути своей тоже являются мостами.
В табл. 6.5 приведены значения двойных задержек распространения сигналов
оборудованием и средой передачи для сетей Ethernet и Fast Ethernet. Для упро-
щения расчетов они представлены в битовых интервалах (bt), и их сумма не
должна превышать 512. Рекомендуется оставлять запас в Г-4 bt, подстраховыва-
ющий на случай возможных отклонений. В таблице приведены ориентировоч-
ные значения задержек. Оборудование и кабели конкретного производителя мо-
гут иметь и меньшие значения задержек, и, если их значения известны, можно
выполнить более тонкий расчет.
В качестве иллюстрации рассмотрим сеть 100 BaseTX с двумя повторителями
класса II, изображенную на рис. 6.14. Она представляет декларированный пре-
дел диаметра домена коллизий для данной технологии. Здесь должны суммиро-
ваться следующие задержки:
282 Глава 6. Технология Ethernet
ж Дара адаптеров ТХ — 100..
М Два кабельных сегмента по 100 м и шнур между повторителями (5 м) —
(100+100+5)х1,112=227,96.	, 
Ж Два повторителя ТХ класса II — 2x92=184.
Итого: 100+227,96+184=511,96 < 512 —ограничение соблюдается, хотя почти
без запаса. Правда, для кабеля категории 5 в таблице приводится погонная двой-
ная задержка 1,112 bt/м, что соответствует скорости распространения сигнала
0,6 с (с — скорость света в вакууме), но многие кабели имеют скорость распро-
странения в пределах 0,67-0,75 с. Если в расчет брать кабель со скоростью рас-
пространения 0,7 с, то он в данном случае' внесет двойную задержку на 32 bt
меньше, что и обеспечивает необходимый запас.
Таблица 6.5. Задержка двойного оборота оборудования
и среды передачи Ethernet и Fast Ethernet
Компоненты сети	- Двойная задержка (в битовых интервалах)	
	Погонная, bt/м	Максимальная, bt
Оборудование и среда передачи Ethernet 10 Мбит/с		
Повторитель (двухпортовый)	-	13
Оптоволоконный повторитель		31
Многопортовый повторитель	—	31
Многопортовый трансивер	-	2
Стандартный трансивер	-	17,2
Оптический трансивер •	-	4
Трансивер для витой пары	-	5,4
Концентратор (хаб)	-	38
Коаксиал 10BASE5	0,0866	43,3 (500 м)
Коаксиал 10BASE2	0,1028	19,0 (185 м)
Витая пара кат. 3 (STP, UTP)	0,114	11,4 (100 м)
Трансиверный, кабель (AUI)	0,1028	5,2 (50 м)
Оптоволокно ММ	0,1	200 (2 км)
Оптоволокно SM	0,1	500 (5 км)
Оборудование и среда передачи Fast Ethernet 100 Мбит/с		
Пара адаптеров TX/FX	-	100
Пара адаптеров Т4	- •	138
Адаптер TX/FX и адаптер Т4	-	127
Повторитель класса I	-	140
Повторитель класса II TX/FX	-	92
Повторитель класса II Т4	-	67
Кабель категории 3, 4	1,14	114 (100 м)
Кабель категории 5	1,112	111,2 (100 м)
Кабель STP	1,112	111,2 (100 м)
Оптоволоконный кабель	1,0	412 (412 м)
6.9. Расчет допустимых размеров сети 283
Рис. 6.14. Расчет допустимого размера сети
Как видно из табл. 6.6, при использовании сегмента максимальной длины для
lOOBaseFX (41,2 м) места для повторителя уже нет — последние 100 bt «съедает»
пара адаптеров. В табл. 6.5 приведены ограничения на диаметр домена коллизий
Fast Ethernet для разных, вариантов построения сети. В ней подразумевается,
что длина медного кабеля к конечному узлу составляет 100 м — согласно кон-
цепции СКС.
Таблица 6.6. диаметр домена коллизий Fast Ethernet
Повторители	ТХ,Т4	FX	T4-FX	TX-FX
Нет (точка—точка)	100	412	—	-
Один, класса I	200	272	2311	260,8'
Один, класса II	200	320	*	308,8'
Два, класса II	205	228	-	216,22
1 Длина медного сегмента — 100 м.
2 Длина медного сегмента — 105 м (5 м шнур между повторителями).
Для сетей, построенных с применением мостов и коммутаторов, ограничения
на размер определяются ийаче. Здесь порт моста (коммутатора),-которым домен
коллизий соединяется с остальной частью сети, в топологическом расчете можно
рассматривать как конечный узел. Если порт работает в полудуплексном режи-
ме, на его удаленность от других узлов смежного домена коллизий накладывают-
ся ограничения, приведенные выше. Если этот порт соединяется с портом моста
(коммутатора), то размер этого домена коллизий определяется протяженностью
линии, связывающей пару этих портов. При работе в полнодуплексном режиме
ограничения, связанные с обнаружением коллизий, не актуальны и действуют
только ограничения на длину сегмента, вызванные затуханием и искажением
формы сигнала.
Технология Token
Ring/IEEE 802.5
Token Ring (маркерное кольцо) — архитектура сетей с кольцевой логической то-
пологией и детерминированным методом доступа, основанном на передаче мар-
кера. Эта архитектура появилась на рынке в конце 70-х годов усилиями фирмы
IBM. Кольцевая топология означает упорядоченную передачу информации от
одной станций к другой в одном направлении, строго йо порядку включения.
Кольцевая логическая топология, как правило, реализуется на основе физиче-
ской звезды, в центре которой находится устройство MSAU (Multi-Station Ac-
cess Unit — многостанционное устройство доступа). Его часто именуют и MAU,
но при этом возможна путаница с трансивером Ethernet. В любой момент време-
ни передачу данных может вести только одна станция, захватившая маркер до-
ступа (token). При передаче данных в заголовке маркера делается отметка о за-
нятости, и маркер превращается в обрамление начала кадра. Остальные станции
побитно транслируют кадр от предыдущей (upstream) станции к последующей
(downstream). Станция, которой адресован текущий кадр, сохраняет его копию в
своем буфере для последующей обработки и транслирует его далее по кольцу,
сделав отметку о получении. Таким образом кадр по кольцу достигает передаю-
щей станции, которая удаляет его из кольца (не транслирует дальше). Когда
станция заканчивает передачу, она помечает маркер как свободный и передает
его дальше по кольцу. Время, в течение которого станция имеет право пользо-
ваться маркером, регламентировано. Захват маркера осуществляется на основе
приоритетов, назначаемых станциям. За порядком в кольце следит активный мо-
нитор AM (Active Monitor) — одна из станций в сети, взявшая на себя эти функ-
ции. За активным монитором следят резервные — остальные станции сети, всегда
готовые взять на себя функции активного. Станции могут включаться в кольцо и
7.1. Физический уровень 285
выключаться в произвольный момент времени. Безразрывность кольца при
включении-отключении питания, а также при отсоединений (обрыве) кабеля,
идущего к станции, обеспечивает устройство MSAU. Восстановление функцио-
нирования сети при нарушениях правил осуществляется протокольными функ-
циями, выполняемыми всеми узлами сети. Локализация отказавшего узла или
кабельной линии осуществляется с помощью алгоритма бакенов (beacon), явля-
ющегося одной из функций МАС-уровия.
Детерминированность доступа подразумевает, что максимальная задержка в
получении права на передачу предсказуема и определяется размером сети. С ро-
стом активности узлов полоса пропускания, достающаяся каждому из узлов, су-
жается, но катастрофической (обвальной) деграДации производительности (как
в Ethernet) не происходит. Кроме того, механизм приоритетов и ограничения на
время владения маркером позволяют привилегированным узлам выделять га-
рантированную полосу пропускания независимо от общей загрузки сети. Коли-
чество узлов в одном кольце не должно превышать 260 (сегмент Ethernet теорети-
чески допускает 1024 узла). Скорость передачи — 4 или 16 Мбит/с в исходных
версиях стандарта, в настоящее время доступно оборудование и на 100 Мбит/с,
совместимое с lOOVGAnyLAN. Фирма IBM ведет работу по гигабитной реализа-
ции сети. На скорости 16 Мбит/с размер кадра может достигать 18,2 Кбайт.
Стандарт на маркерное кольцо определен документом IEEE 802.5, который
незначительно отличается от IBM Token Ring: в 802.5 нет явного .указания на
звездообразную физическую топологию и не определена конкретная среда пере-
дачи. Кроме того, 802.5 допускает только до 250 станций в сегменте (кольце), а
IBM — 260 при использовании STP и 72 для UTP. Архитектура охватывает фи-
зический и МАС-уровень и работает под LLC-уровнем 802.2. Этим обеспечива-
ется совместимость с другими технологиями локальных сетей (Ethernet, FDDI,
100VG, ARCnet) — возможность связи через LLC-мосты.
Основное преимущество Token Ring — заведомо ограниченное время ожида-
ния обслуживания узла (в отличие от Ethernet, не возрастающее при увеличении
трафика), обусловленное детерминированным методом доступа и возможностью
управления приоритетом. Топологические ограничения гораздо мягче, чем в
Ethernet, — в одном кольце могут находиться станции, удаленные друг от друга
на километры (медный кабель) и даже десятки километров (оптика). Встроен-
ные функции управления и самовосстановления без дополнительных средств
придают сети надежность более высокую, чем у обычных сетей Ethernet. Архи-
тектура позволяет строить сети произвольной конфигурации (ячеистые) — с из-
быточными связями, используемыми для повышения пропускной способности и
надежности — с применением обычных коммутаторов второго уровня. Распла-
той за эти преимущества является сложность реализации адаптеров сети, обу-
словливающая высокую цену оборудования.
7.1. Физический уровень
Кольцевая сеть строится на основе концентраторов (хабов) MSAU (рис. 7.1).
Концентратор MSAU представляет собой набор из 8-24 ответвляющих портов
(lobe port) — блоков TCU. К этим портам отдельными радиальными кабелями
286 Глава 1. Технология Token Ring/IEEE 802.5
(lobe cabling), относящимися к горизонтальной системе СКС, подключаются
Блок TCU (Trunk Coupling Unit — блок подключения к магистрали) обеспе-
чивает включение станции в кольцо (подключение к магистрали) или обход ее в
случае обрыва радиального кабеля или отключения станции. Включение в коль-
цо осуществляется через контакты реле, -нормально коммутирующего магист-
раль на обход порта. Реле включается «фантомным» сигналом постоянного тока,
посылаемым включенной исправной станцией с проинициализированным сете-
вым адаптером по линиям приема и передачи. «Фантомно.сть» сигнала означает,
что его присутствие никак не влияет на передаваемые данные. На рис. 7.1 фан-
томный сигнал приходит на порты 1 и 4. В случае обнаружения неустранимой
ошибки, при выключении питания или при желании выйти из сети сетевой адап-
тер перестает посылать сигнал на реле и TCU исключает станцию из кольца.
Для каждой активной станции обеспечивается связь (однонаправленная) с
двумя соседними активными станциями: NAUN (Nearest Active Upstream Neigh-
bor) — ближайший активный передающий сосед, NADN (Nearest Active Do-
wnstream Neighbor) — ближайший активный принимающий сосед. Когда TCU
отключает свой отвод от кольца, обеспечивается и замыкание выхода передатчика
на свой приемник. Таким образом станция, еще не принятая в кольцо (на рис. 7.1
это станция, подключенная к порту  8), может проверить свою линию до
MSAU — выполнять тест отвода (lobe test).
Концентратор может быть активным или пассивным. Активный концентра-
тор в каждом блоке TCU имеет повторитель, восстанавливающий форму (амп-
литудные и временные характеристики) сигнала. Пассивный только обеспечива-
ет электрическое соединение Отвода с магистралью или обход отвода в случае
отсутствия «фантомного» тока.
Если требуется более одного концентратора, то между собой они соединяют-
ся через порты RI/RO (Ring In — вход кольца / Ring Out — выход кольца) с по-
мощью магистральных кабелей (trunk cable). Через порты RI/RO KOHiienTpaTo-
ры соединяются в физическое кольцо (рис. 7.2, а), в результате чего все
подключенные к ним станции оказываются связанными в единое кольцо (сег-
мент) сети. Если происходит обрыв одного из магистральных кабелей, кольцо
сворачивается (wrap) таким образом, что даже сохраняется порядок обхода стан-
7.1. Физический уровень 287
ций (рис. 7.2, б). В случае отказа или отключения одного из концентраторов
кольцо реконфигурируется так, что в него входят станции всех оставшихся.
В случае разрыва кольца (обрыв кабеля, отключение концентратора) в двух и бо-
лее местах кольцо распадается на два и более островка-сегмента — работоспособ-
ных, но не связанных друг с другом (рис. 7.2, в).
е
Рис. 7.2. Объединение концентраторов Token Ring: а — нормальный режим, 6 — сворачивание
кольца, в — распад кольца на сегменты
Магистральный кабель, соединяющий концентраторы, может быть витой па-
рой (STR или UTP) или оптоволоконным. В нормальном режиме используется
только одна пара, соединяющая RO одного хаба с RI другого. Вторая пара явля-
ется резервной (backup) и используется только в случае обхода отключенного
хаба. Радиальный кабель также может быть витой парой или оптоволоконным, в
нем всегда используются две пары (два волокна). И радиальные, и магистраль-
ные кабели являются «прямыми», контакты разъемов соединяются один-в-один.
В качестве электрических соединителей используются разъемы MIC, DB-9 и RJ-
45 (рис. 7.3), в качестве оптических — ST.
1 Тх- (черный)
2 Тх+ (оранжевый)
3 Rx- (зеленый)
4 Rx+ (красный)
ЗТх-
4 Rx+
5 Rx-
6Тх+
a	б	в
Рис. 7.3. Коннекторы Token Ring: a — IBM MIC, 6 — DB9P, e — RJ-45
288 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
Разъемы MIC (разработка IBM) имеют очень хорошие передаточные харак-
теристики, но они слишком громоздкие и дорогие. Их используют с кабелями
STP типов 1, 2 (обычно розетки), 6 и 9 (вилки). Конструкция коннекторов поз-
воляет замыкать контакты цепей передатчика на контакты приемника при отсо-
единении вилки для обхода отключенной станции. Этим свойством обладают не
все модели разъемов.
Разъемы DB-9 устанавливались на старом оборудовании (сетевых адапте-
рах). В настоящее время их вытеснили компактные универсальные RJ-45. Разъе-
мы этих типов замыкание цепей (обход) не обеспечивают.
Изначально в качестве среды передачи использовался только кабель STP
IBM типов 1 и 2 (затухание до 22 дБ/км на частоте 4 МГц и 45 дБ/км на частоте
16 МГц) для стационарной проводки и типов 6 и 9 (33 дБ/км на 4 МГц и 66 дБ/км
на 16 МГц) для коммутационных и абонентских шнуров. В оптоволоконных ли-
ниях применяли SM и ММ (125/140 мкм). Позже стали использовать и UTP ка-
тегорий 3, 4 и 5, а в оптике — ММ распространённых типов 50/125 и 62,5/125.
Топологические ограничения сети приведены в табл. 7.1. В литературе можно
встретить и более жесткие ограничения — единообразия, как для Ethernet, не на-
блюдается. Фирма Novell в своих документах определяет «облегченный» вари-
ант разводки (UTP или STP типов 6, 9):.до 96 станций в кольце, включающем не
более 12 восьмипортовых концентраторов; максимальная длина радиального и ма-
гистрального кабеля — 45 м; суммарная длина магистрального кабеля — до 120 м.
«Стационарная» разводка обеспечивает подключение до 260 станций и 33 хабов
с расстоянием между устройствами до 100 м при общей длине магистрали до 200 м.
Оптоволоконный кабель увеличивает максимальную длину каждого из сегмен-
тов до 1 км. При проектировании конкретной сети лучше пользоваться данными,
предоставляемыми выбранным производителем активного оборудования.
Таблица 7.1. Топологические ограничения Token Ring
. Параметр	Среда передачи							
	STP типа 1, 2 / 6,9		UTP категории 3		UTP категории 5		Оптр- волок- » но SM	Опто- ' волок- но ММ
Скорость, Мбит/с	16	4	16	4	16	4	4/16	4/16
Число станций-	250	250	150	150	150	150	250	250
Расстояние RI/RO (Cabletron), м	346	770	100	200	120	250	10 км	2 км
Длина радиального кабеля при пассивном хабе, м	100	200	60	100	85	130	10 км	2 км
Длина радиального кабеля при активном хабе (Cabletron), м	150	300	100	200	120	250	10 км	2 км
Длина кабеля для активного оборудования ЗСот, м	300	600	100	200	200	400	, 10 км	2 км
Длина для активного оборудования Вау, м	450/ 300	900/ 600	125	250	225	425	, 10 км	2 км
7.1. Физический уровень	289
В сети используют и конверторы среды передачи (media converter) — пассив-
ные (согласующие трансформаторы) для перехода с STP 150 Ом на UTP 100 Ом
и активные для перехода между электрическими и оптическими кабелями.
На уровне физического кодирования применяется дифференциальное манче-
стерское кодирование (см. рис. 1.6 на стр. 32), при котором каждый битовый ин-
тервал может представлять состояние 1, 0, J и К. В электрической реализации
(двуполярные сигналы) в линии отсутствует постоянная составляющая. Состоя-
ния J и К, нарушающие правило кодирования (обязательный переход в середине
интервала), позволяют выделять служебные поля кадров. Для скорости 4 Мбит/
с длительность битового интервала составляет 250 нс, для 16 Мбит/с — 62,5 нс.
Исходным источником синхронизации в кольце являете^ активный монитор.
В то время, когда он не ведет активную передачу (не формирует маркер или
кадр), он посылает в линию непрерывную последовательность бит Idle Clocking
для синхронизации следующих за ним станций кольца. Как правило, это после-
довательность единиц, которая в принятой системе кодирования представляется
меандром с частотой, равной половине битовой скорости (2 или 8 МГц).
Каждый узел можно рассматривать как однобитный сдвигающий регистр.
Бит (имеется в виду битовый интервал, в котором могут быть и состояния J и
К), принятый приемником, помещается в буфер и будет передан передатчиком
только по приему следующего бита. При определенных условиях (см. ниже) пе-
редатчик может модифицировать текущий бит. Передатчик подстраивает свою
синхронизацию (с помощью фазовой автоподстройки) под синхросигнал, выде-
ляемый из принимаемого сигнала. При этом, естественно, возникает «дрожание»
(jitter) фазы выходного сигнала относительно входного, которое «набегает» на
каждом узле, кабеле и повторителе TCU.
В кольце важную роль играют задержки распространения сигнала. Кольцо —
своеобразный распределенный регистр сдвига с линиями задержки (кабеля-
ми) — должно вмещать маркер — цепочку длиной 24 битовых интервала. Для
скорости 4 Мбит/с минимальное время оборота по кольцу должно составлять
6 мкс. При малом размере кольца необходимую задержку должен обеспечивать
специальный буфер (более длинный сдвиговый регистр) в активном мониторе.
Этот буфер, называемый Assured Minimiim Latency Buffer, должен вмещать как
минимум 24 битовых интервала для 4 Мбит/с и 32 — для 16 Мбит/с. Кроме того,
активный монитор должен иметь и так называемый «эластичный» буфер, ком-
пенсирующий накопленное в кольце «дрожание». Из-за этого дрожания (accumu-
lated jitter) мгновенное значение скорости принимаемого сигнала может значи-
тельно отклоняться от скорости передаваемого (усредненные скорости, естест-
венно, совпадают). Активный монитор должен скомпенсировать это отклонение
с помощью эластичного буфера. Для скорости 4 Мбит/с его Начальное значение
задается в 3 битовых интервала, и он может растягиваться до 6 и сжиматься до
0 бит. Для скорости 16 Мбит/с начальное значение 16 бит, диапазон изменения
0-32 бит. Эффект накопления дрожания является одним из факторов, сущест-
венно ограничивающих число станций и длину кабельной проводки в кольце.
Классические адаптеры Token Ring 4/16 Мбит/с рассчитаны на подключение
к концентратору и работу в полудуплексном режиме. При полудуплексном ре-
жиме адаптер не может одновременно передавать и принимать разные кадры, он
работает в режиме передачи маркера ТКР (Token Passing), определенном в IEEE
290 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
802.5. В стандарте IEEE 802.5г определен способ прямого соединения DTR (De-
dicated Token Ring) с выделенной полосой 16 Мбит/с. Кроме того, если обе со-
единяемые стороны поддерживают немедленную передачу TXI (Transmit Imme-
diate), то возможна полнодуплексная связь с суммарной полосой 32 Мбит/с. Эти
режимы предназначены для связей между коммутаторами, а также коммутато-
ров с серверами. Современные коммутаторы в большинстве своем поддержива-
ют DTR и полный дуплекс. Их порты способны автоматически определять, како-
го типа абонент к ним подключен — классический (ТКР) или DTR.
7.2. Протокол доступа к кольцу
Форматы посылок, проходящих по кольцу, приведены на рис. 7.4. Длина полей
указана в байтах (октетах). Поля имеют следующее назначение:
® SD (Starting Delimiter) — начальный разделитель, имеющий последова-
тельность J К 0 J К 0 0 0.
9 ED (Ending Delimiter) — конечный разделитель, имеющий последователь-
ность JK1JK1IE. Здесь бит I (intermediate) является признаком промежу-
 точного кадра: 1 — первый в цепочке или промежуточный, 0 — последний
или единственный. Бит Е (error) — признак обнаруженной ошибки (Е=0 —
нет ошибок). Ошибку может обнаружить любая станция; та станция, кото-
рая установила Е= 1, регистрирует ошибку у себя (для последующей отчет-
ности). В обоих разделителях J и К не являются битами данных — это спе-
циальные символы кода.
ж AC (Access Control) — байт управления доступом с форматом PPP Т М RRR.
Поле PPP (Priority) — приоритет маркера, устанавливается станцией, его
выпустившей. Бит Т (Token) отличает свободный маркер (Т=1) от кадра
(Т=0), содержащего данные. Бит М (Monitor) устанавливается активным
монитором в проходящем через него кадре. Если бит уже установлен, это
признак бесхозного кадра, который должен быть удален монитором. Поле
RRR (priority reservation) несет приоритет станций, желающих захватить
маркер. Модифицируется станцией, у которой приоритет выше, чем при-
нятое ею значение RRR. 
® FC (Frame Control) — байт управления кадром с форматом FF ZZZZZZ. Поле
FF определяет тип: 00 — кадр, содержащий МАС-информацию (МАС
PDU), 01 — кадр, содержащий LLC-информацию (LLC PDU), 1х — ре-
зерв. В LLC-кадре поле ТИШ. трактуется как rrrYYY, где ггг — резерв (000), а
YYY может использоваться как указатель приоритета LLC-информации для
получателя. Для каждого типа МАС-кадра это поле используется по-своему.
9 DA (Destination Address) — адрес назначения, как правило, 6-байтный (тео-
ретически возможны и двухбайтные адреса, на практике не применяемые).
Признак I/G (бит 1, самый старший) определяет получателя: 0 — индиви-
дуальный, 1 — групповой. Признак U/L (бит 2) определяет способ назначе-
ния адреса: 0 — универсальное (зашитое в ПЗУ адаптера), 1 — программи-
руемое локальное (2-байтный адрес назначается всегда локально). Биты
7.2. Протокол доступа к кольцу 291
3—48 используются для задания адреса станции/кольца или группы полу-
чателей. Существуют нескЬлько специальных адресов, у всех из них стар-
ший бит единичный:
□	FF FF FF FF FF FF — широковещательный кадр ко всем станциям;
□	СО 00 FF FF FF FF — широковещательный адрес для МАС-кадров;
□	СО 00 00 00 00 01 — активный монитор;
□	СО 00 00 00 00 02 — сервер параметров кольца (Ring Parameter Server);
□	СО 00 00 00 00 08 — монитор ошибок кольца (Ring Error Monitor);
□	СО 00 00 00 00 10 — отчет о конфигурации (Configuration Report Ser-
ver);	.	,
□	СО 00 00 00 01 00 — мост;
□	СО 00 00 00 20 00 — управление сетью (Net Manager);
□	СО 00 00 80 00 00-СО 00 40 00 00 00 — серверу, определяемые пользо-
вателем.
» Групповой адрес имеет вид YY YY ZZZZ ZZ ZZ, где Y — корневой адрес группы
(group root address), Z — конкретный адрес группы (specific group address).
» SA (Source Address) — адрес источника кадра, аналогичный DA. Здесь са-
мый старший бит RII (Routing Information Indicator) является признаком
использования поля RIF при обращении к станциям другого кольца.
•	RI, или RIF (Route Info) — поле, требуемое для пересылки кадра в другое
кольцо через мосты или маршрутизаторы. Если оно используется (на это
указывает RII= 1), то первые два байта используются для управления мар-
шрутизацией, а последующие пары байт содержат адреса сегментов (ко-
лец), находящихся на пути к получателю.
» Info — поле данных. Для кадров LLC в него вкладывается протокольный
блок, определенный форматом 802.2. МАС-кадры обслуживают нужды
сети (см. ниже).
Ж FCS (Frame Check Sequence) — 4-байтный CRC-код, вычисляемый передат-
чиком для полей с FC по Info. Приемник сравнивает его со своими расчета-
ми для принятия решения о достоверности приема.
ж FS (Frame Status) — байт формата ACrrACrr (гг — резерв). Биты А и С, дубли-
руемые для контроля, устанавливаются приемником кадра (источник вы-
пускает их нулевыми). Бит A (Address Recognized) означает, что указанный
адресат-существует и «увидел» кадр. Бит С (Frame Copied) устанавливает-
ся, если приемник скопировал кадр в свой буфер. По этим битам источник
сразу узнает судьбу посланого кадра.
SD	АС	ED
1	1	1
а
SD	АС	FC	DA	SA	RI	Info	FCS	ED	FS
1	1	1	6	6	>0	>0	4	1	1 1
б
Рис. 7.4. Формат посылок Token Ring: а — маркер, б — кадр управления или данных,
в — прерывание (длина указана в октетах)
SD	ED
1	1
в
292 Глава 7. Технология Token Rlng/IEEE 802.5
Маркер (свободный) йспользуется как «эстафетная палочка», дающая право
на передачу собственных данных. Станция, захватившая маркер, превращает
его в обрамление кадра — поля FC, DA, SA, Data, FCS вставляются перед конечным
разделителем ED и добавляется поле состояния FS. Минимальный размер кад-
ра — 21 байт, максимальный — 18 200 байт для 16 и 100 Мбит/с и 4550 для
4 Мбит/с. Кадр должен укладываться в максимальное время, отведенное для
передачи конкретной станции. За временем удержания маркера следит таймер
ТНТ (Token Hold Timer),-по умолчанию 8,9 мс, а за максимальным временем пе-
редачи кадра — таймер TVX (10 мс). Посылка прерывания (abort) состоит только
из двух разделителей и служит указанием преждевременного прекращения пе-
редачи. Она может встретиться в любом месте кадра, даже и не на границе ок-
тета. Кроме этих трех форматов, в кольце может передаваться заполняющая по-
следовательность (fill sequence) — произвольная последовательность нулей и
единиц, в которой не может встречаться последовательностей разделителей
(символов J и К). Заполнение производится передающей станцией до и после
передачи кадра' или маркёра в течение всего времени обладания маркером.
Смысд заполнителя — поддержка непрерывной синхронизации и предотвраще-
ние «тишины» в линии при нормальных условиях (тишина будет указывать на
разрыв кольца).
Приемопередатчик адаптера может находиться в нескольких состояниях. Де-
журным состоянием является повторение (repeat) — передатчик побитно транс-
лирует данные, принятые приемником. При определенных условиях он может
модифицировать отдельные биты маркера и кадра, но только не в поле данных
LLC. Из этого состояния он может перейти к передаче (transmit), когда в очере-
ди появится кадр для передачи и станция получит маркер. В состоянии передачи
адаптер может находиться не дольше, чем задано таймером ТНТ, и, согласно
802.5, он может за это время передать и несколько кадров. На практике чаще ис-
пользуется более простое правило — «передал кадр — передай и маркер». По
окончании передачи кадра станция передает заполняющую последовательность
(111...). Если во время передачи кадра приемник обнаружил М АС-кадр очистки,
заявку на роль активного монитора, бакен или неуместный концевощ раздели-
тель, передатчик немедленно прекращает передачу и посылает ’прерывание
(abort). Когда адаптер находится в режиме Передачи, его приемник переходит в
состояние удаления кадра (stripping). При этом битовый поток «поглощается»
приемником (не транслируется передатчику, занятому собственной посылкой).
Удаление заканчивается по приему конечного разделителя и байта состояния
кадра. Если за время TRR (4 мс) после окончания передачи конечный раздели-
тель так и не принят приемником, то адаптер принудительно переводится в ре-
жим повторения и фиксируется программная ошибка «потерянный кадр».
В первых реализациях сети предполагалось, что станция выпускает маркер
(свободный) только после того, как к ней вернулся последний посланный ей
кадр. Пока он оборачивается по сети, станция вынуждена посылать заполни-
тель (соседние кадры могут посылаться друг за другом вплотную).'Более эф-
фективно использовать полосу пропускания кольца позволяет раннее освобож-
дение маркера (ETR — Early Token Release). При этом передающая станция
выпускает в кольцо маркер сразу вслед за переданным кадром, не дожидаясь,
Пока он полностью обернется по сети. Маркер сразу же может захватить следу-
7.2. Протокол доступа к кольцу 293
ющая станция и начать передачу кадра. Таким образом, в кольце могут продви-
гатьсяболее одного кадра, но не более одного свободного маркера. Этот конвей-
ер особенно эффективен в больших кольцах со значительной задержкой
распространения. Раннее освобождение широко применяется при скорости
16 Мбит/с и выше.
Поскольку каждая станция не позже, чем через время ТНТ (8,9 мс), должна пе-
редать маркер дальше по кольцу, в самом тяжелом случае (когда все 260 станций
имеют данные для передачи и держат маркер По 8,9 мс) время оборота свободно-
го маркера может достигать 2,3 с. За регулярностью прохождения свободного
маркера следит активный монитор, его «терпения» хватает на 2,6 с (260 станций
по 10 мс).
Временные соотношения в кольце регулируются и контролируются набором
таймеров, имеющихся в каждом адаптере. В табл. 7.2 указаны их значения, при-
нимаемые по умолчанию для типовой конфигурации сети. Эти значения могут
корректироваться, позволяя оптимизировать доступ и степень жесткости конт-
роля в зависимости от конкретных условий (число станций, протяженность, ти-
повое время передачи кадра и т. п.).
Таблица 7,2. Таймеры узлов Token Ring
Таймер	Значение по умолчанию	Имя
Timer, Return to Repeat — время возврата в состояние повторение (пОсле окончания передачи)	4 мс	TRR
Timer, Holding Token — время удержаний маркера	8,9 мс	ТНТ
Timer, Queue PDU — задержка передачи кадра SMP	20 мс	TQP
Timer, Valid Transmission — допустимое время передачи кадра (контролирует AM)	19 мс	ТУХ
Timer, No Token — время ожидания прохождения свободного маркера активным монитором	2,6 с	TNT
Timer, Active Monitor — период посылки АМР	7с	ТАМ
Timer, Standby Monitor Detect AMP — время ожидания резервным монитором кадра АМР ' '	15 с	TSM
Timer, Error Report — период накапливания ошибок до посылки сообщения	2с	TER
Timer, BCN Transmit — время передачи бакена до отключения станции от кольца	16 с	твт
Timer, BCN Receive — время приема бакена до отключения станции от кольца	160 мс	TBR
New Station Insertion Time-Out — время ожйдания нормальной работы кольца вновь подключаемой станцией	s	18 с	
7.2.1. Приоритет доступа
Восьмиурбвневая система приоритетов основана на использовании полей прио-
ритета РРР и резервирования RRR в маркере и заголовке кадра. Низший приори-
тет (0) кодируется значением ООО, высший (7) — 111. Система управления прио-
294 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
ритетом обеспечивает возможность доступа к, среда передачи толвдо станциям,
обладающими данными для передачи с наивысшим йрйорйт'еТоМ. Менее приори-
тетные данные будут обслуживаться только по исчерпании более приоритетных,
и так до нулевого приоритета.
Приоритет доступа к среде передачи определяется станцией для каждого
кадра, поставленного в очередь на передачу, в пределах уровня, разрешенного
для данной станции. Свободный маркер может захватывать только та станция,
у которой приоритет ожидающих данных не ниже, чем указанный в поле PFP.
Станция начинает передавать эти данные, сохраняя прежнее значение приори-
тета и обнулив поле резервирования. Станция ведет передачу до исчерпания
данных с достаточным приоритетом, но не дольше времени срабатывания ее
таймера Token Holding Timer (по умолчанию 10 мс). После этого она обязана пе-
редать свободный маркер дальше по кольцу. Поле резервирования RRR в прохо-
дящем кадре модифицирует станция, имеющая в очереди на передачу кадр с
более высоким приоритетом, чем значение этого поля во входящем кадре. Та-
ким образом, после полного оборота по кольцу в этом поле будет максимальное
значение приоритета данных, ожидающих права на передачу. Изначально в
кольце устанавливается нулевой приоритет. Когда в сети появляются данные с
более высоким приоритетом, приоритет сервиса кольца поднимается. Станция,
повышающая приоритет сервиса, становится запоминающей станцией (stacking
station), она переходит в состояние удержания приоритета (priority hold state).
Эта станция организует стек, в котором упорядоченно располагаются приори-
теты данных, ожидающих передачи. В случае дальнейшего повышения приори-
тета стек будет расти. Эта станция теперь отвечает и за понижение приоритета
вплоть до нулевого.
Станция, выпускающая маркер, определяет максимальный приоритет ожи-
дающих данных во всем кольце по полю RRR принятого кадра (если приоритет
ее ожидающих данных выше, она тоже модифицирует RRR). Если текущий при-
оритет не ниже приоритета ожидающих данных, то маркер выпускается с тем
же значением приоритета, а поле резервирования устанавливается равным при-
оритету ожидающих данных. Если появились более приоритетные ожидающие
данные, то текущий приоритет сравнивается со значением, сохраненным в сте-
ке. Если приоритет в стеке ниже (или стека еще нет), то в стек заталкивается
текущий приоритет и приоритет ожидающих данных (пара значений). Если
приоритет в стеке равен текущему, то верхушка стека заменяется на значение
приоритета ожидающих данных. В обоих случаях использования стека маркер
выпускается с приоритетом ожидающих данных и нулевым полем резервирова-
ния.
Понижение уровня производится постепенным извлечением значений прио-
ритетов из стека, когда более приоритетные данные будут исчерпаны. СтаНция-
хранитель стека будет являться запросчиком маркера, даже когда у нее не будет
собственных ожидающих данных с достаточным приоритетом. Для разгрузки
стека она будет захватывать маркер тогда, когда его приоритет будет равен зна-
чению верхушки стека. Когда из стека будет извлечено последнее значение (ну-
левой приоритет), стек прекращает свое существование. В следующий рйз стек
может организоваться и в другой станции — это будет станция, поднявшая прио-
ритет кольца от нулевого.
7.3. Управление кольцом 295
7.3. Управление кольцом
Архитектура Token Ring предусматривает полную управляемость, причем функ-
ции контроля распределены по всем узлам сети. Каждый узел имеет набор конт-
рольных таймеров (см. табл. 7.2) и параметров, устанавливаемых по умолчанию
или в определенные значения при инициализации или по инициативе системы
управления. .
Каждый узел сети — его сетевой адаптер — должен выполнять ряд обязатель-
ных функций управления:
9 Следить за программными (soft) и аппаратными (hard) ошибками.
Ж Сопровождать детализацию конфигурации — знать своего передающего
соседа (NAUN).
И Следить за различными параметрами — приоритетом маркера, номером
кольца, значением таймеров — и управлять ими.
Эти функции выполняют специальные аппаратно-программные агенты, ко-
торые взаимодействуют с четырьмя управляющими продуктами. К продуктам
относятся:
8 Активные и резервные мониторы AM и SM (Standby Monitor) — обязатель-
ны в каждом кольце.
И Сервер отчетов о конфигурации CRS (Configuration Report Server). Обя-
зательно присутствует в каждом кольце многосегментных сетей. Собирает
информацию по кольцу (отслеживает МАС-кадры смены NAUN’a и уста-
новления нового активного монитора), предоставляет эту полную инфор-
мацию активному монитору. По запросу собирает информацию о состоя-
нии станций. По указанию устанавливает значения рабочих параметров
(таймеров) для станций, изменяет конфигурацию кольца (посылая стан-
1 циям указания на выход из кольца),
Ж Сервер параметров кольца RPS (Ring Parameter Server) присутствует в
каждом кольце сети с централизованным управлением. Является целевым
для МАС-кадров запросов на инициализацию (станции обращаются к
нему по известному функциональному адресу, попадая на сервер своего
кольца без широковещательных запросов). Регистрационная информация
сообщается активному монитору. Делает общедоступными для всех стан-
ций кольца номер кольца (Ring Number), значение таймера отчетов сооб-
щений об ошибках (Station Soft Error Report Timer Value), физическое поло-
жение станций в кольце (Physical Location).
я Монитор ошибок кольца REM (Ring Error Monitor) присутствует в коль-
цах, для которых ведется наблюдение за ошибками. Собирает сообщения
об ошибках (Soft Error Report) станций кольца, анализирует их и по пре-
вышению порога сообщает о них активному монитору. Передает иные со-
общения, принятые от станций, активному монитору.
В случае обнаружения ошибки станция запускает таймер TER (2 с), во время
работы которого Подсчитываются ошибки разных типов. По срабатывании тай-
296 Глава 7. Технология Token Ring/lEEE 802.5
мера на адрес монитора ошибок посылается сообщение Soft Error Report. В
этом сообщении передаются значения счетчиков программных ошибок, зафик-
сированных за время работы таймера. Определены счетчики для следующих
ошибок:
№ Burst Error — отсутствие изменения состояния сигнала в течение 5 полуби-
товых интервалов. Обнаруживается только первой станцией, встретившей
эту помеху, — она за счет своего буфера преобразует этот провал в 4 полу-
битовых интервала.
Ж Line Error — бит J или К встретился между разделителями или обнаружена
ошибка CRC (фиксируется только той станцией, которая перевела бит Е
из 0 в 1).
Ж Lost Frame Error — во время передачи сработал таймер TRR (потеря кадра).
Ж Token Error — активный монитор обнаружил условие, по которому требует-
ся новый маркер (сработал таймер TVX).
* Internal Error — внутренняя ошибка адаптера (например, ошибка обмена
данными с центральным процессором).
ж Frequency Error — выход частоты,за допустимые границы (обнаруживает ре-
зервный монитор).
 AC Error — после кадра SMP с А“0 и ОО принят кадр SMP с А=0 и С“0 до при-
ема АМР.
ж FC Error — прием МАС-кадра, уникально адресованного данной станции, с
уже установленным битом А (возможно, из-за дублирования адресов в
кольце).
Ж Abort Delimiter — передающая станция вынуждена послать прерывание.
Ж Receive Congestion *- перегрузка: прием кадра, адресованного данной стан-
ции, при отсутствии места в буфере.
Взаимодействие агентов с продуктами осуществляется с помощью МАС-кад-
ров — кадров, у которых поле данных занято информацией МАС-уровняг В 802.5
их определено 25 типов (см. табл. 7.3), IBM добавляет еще 17. Кадры посылают-
ся широковещательно или по известным функциональным адресам:
Ж Активный монитор — COOOOOOOOOOih.
Ж Сервер параметров кольца RPS — C00000000002h.
Ж Монитор ошибок REM — C00000000008h.
ж Сервер отчетов о конфигурации CRS — COOOOOQOOOlOh.
Исторически управление сетями Token Ring осуществлялось с помощью про-
дукта LAN Network Manager (LNM) фирмы IBM. Здесь использовались приня-
тый механизм обмена МАС-кадрами и использование маршрутизации от источ-
ника? Однако при этом управление возможно только в пределах сети, связанной
мостами. Доступ к управляющей информации через маршрутизаторы оказывает-
ся недоступным. В настоящее время оборудование Token Ring поддерживает
управление через SNMP, использующий сетевой уровень. Для сбора статистики
используется RMON, а для наблюдения в реальном времени коммутаторы могут
7.3. Управление кольцом 297
обеспечивать отражение портов (port mirroring) для подключения внешних ана- .
лизаторов.
Таблица 7.3. Типы МАС-кадров 802.5
МАС-кадр	Назначение
Claim Token Process (CC_Tk)	Заявка на создание маркера — инициирование состязаний за право стать активным монитором
Duplicate Address Test (OAT)	Тест на уникальность адреса при включении в кольцо
Active Monitor Present (AMP)	Регулярное (раз в 7 с) уведомление о существовании активного монитора и инициация процесса изучения окружения (Neighbor Notification)
Standby Monitor Present, (SMP)a •	Ответ наjaag-АМР гущ другой SMP в процессе изучения окружения (Neighbor Notification)
Beacon (BCN)	Бакен, используемый для самовосстановления (генерируется станцией, обнаружившей тишину или нескончаемый поток)
Ring Purge (PRG)	Сигнал , от активного монитора ца очистку кольца
Change Parameters (CHG_PARM)	Смена параметров кольца (вводит CRS для установки новых значений)
Initialize Ring Station (INIT)	Инициализация станции. RPS передает этот кадр с рабочими параметрами станции, запросившей нни- . циалийацию	'	,
Lobe Media Test (TEST)	Тест отвода. Используется станцией локально для проверки цепей от нее до MS АН
Remove Ring Station (REMOVE)	Безусловное удаление станции из Кольца. Посылается от CRS к «провинившейся» станции
Report Error (ERROR)	Сообщение об ошибках. Посылается регулярно (по таймеру) каждой станцией
Report Active Monitor Error (ACTIVE_ERROR)	Ошибка активного монитора. Посылается, когда AM принимает не посылавшийся им кадр АМР или PRG
Report Neighbor Notification Incomplete (MNJNCMP)	Сообщение о неполучении информации 6 , передающем соседе в процессе изучения окружения
Report New Active Monitor (NEW_MON)	Сообщение нового активного монитора. Посылается к CRS станцией, только что ставшей активным монитором
Report Ring Station Addresses (RPT_ADDR)	Ответ на запрос RQ_ABDR
Report Ring Station State (RPT_STATE)	Сообщение о состоянии в ответ на запрос RQ_STATE
Report SUA Changes (SUA_CNG или NAUN_CNG)	Сообщение к CRS о смене передающего соседа в процессе изучения окружения
Request Initialization (RQjINIT)	Запрос инициализации от станции к RPS или CRS в конце процесса включения в кольцо
Request Ring Station Address (RQ_ADDR)	Запрос адреса станцииЧгг любого управляющего сервера. Является запросом па опознание адреса
Request Ring Attachments^RQ_ATTCH)	Запрос от CRS к станции для распознавания ее функций в кольце,	‘
Request Ring Station State (RQ_STATE)	Запрос Состояния станции (от любого сервера)
Продолжение
298 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
Продолжение
МАС-кадр	Назначение
Response (RSP)	Отпет. Посылается любой станцией как подтвержде- ние получения или сообщения об ошибке в МАС- кадре
Report Soft Error	Сообщение о накопленных программных ошибках
Transmit Forward	Проверка наличия пути от £RS или иного управляющего сервера к конкретной станции
Report Transmit Forward	Ответ станции, подтверждающий наличие пути к CRS или иному управляющему серверу
7.3.1.	Активный и резервные мониторы
Активный монитор AM (Active Monitor) — ведущая станция, играющая важную
роль при выполнении функций 1-2-го уровней. Активным монитором может
стать любая станция, но в текущий момент он всегда один. Обычно это самая
первая станция, включающаяся в кольцо. Монитор является источником син-
хронизации, и он выпускает'в кольцо маркер. О своем присутствии он сообщает
регулярной (раз в 7 с) передачей МАС-кадра AMP (Active Monitor Present). Мо-
нитор также отвечает за удаление «бесхозных» кадров — нри отказе передающей
станции она может «забыть» удалить переданный кадр, когда он вернется к ней
по кольцу. В этом случае кадр циркулировал бы бесконечно. Активный монитор
не позволяет кадрам делать более одного оборота: в транслируемом кадре он
устанавливает бит М и, обнаружив его в приходящем кадре, очищает кольцо. Он
также следит и за допустимым временем передачи кадра (не более 10 мс).
Резервными мониторами SM являются все активные станции, кроме AM. Они
проверяют наличие AM в кольце и исполнение им своих обязанностей с помо-
щью нескольких таймеров. В случае обнаружения некорректности Кольца SM
начинает состязание за право стать активным монитором. Поводом Для начала
состязания может быть любое из следующих событий:
И Отсутствие свободного маркера в течение 2,6 с (Gdod Token Timer).
Я Отсутствие кадра АМР в течение 15 с (Receive Poll Timer).
Я Отсутствие AMP, SMP или PRG за 18 с во время включения в кольцо.
Ж AM не очищает кольцо.
я Выход частоты синхронизации за допустимые границы.
Я Передатчик «бакена» (beacom) получает его с битами МС.
Состязание начинается с посылки кадра запроса маркера (Claim Token), в
которым указан его МАС-адрес. Следующая за ним станция (NADN) в кольце
сравнивает этот адрес со своим, и если ее адрес меньше, то она транслирует
этот кадр дальше, а свои запросы уже не посылает (она ведь тоже обнаружила
пропажу маркера). Если ее адрес больше, то в транслируемом кадре она уста-
навливает свой адрес. После того как станция приняла три раза подряд запрос
со своим адресом, она становится активным монитором. Тогда она совершает
ряд действий:
7.3. Управление кольцом 299
® Адаптер перестраивается на роль монитора — он теперь источник синхро-
низации и имеет больший буфер приемопередачи.
ж Выполняет очистку кольца.
® Начинает процесс опроса станций (Изучения окружения).
К Выпускает свободный маркер.
7.3.2.	Включение в кольцо, очистка
и самовосстановление
Включение станции в кольцо начинается с автономного тестирования адаптера
(фантомный ток еще не течет). Далее выполняется тестирование отвода (lobe
test) — посылается серия МАС-кадров, которые должны вернуться в адаптер
благодаря замыканию входа на выход, организуемому TCU устройства MSAU.
После успеха этого теста адаптер инициирует физическое включение в кольцо
(physical insertion): формируется фантомный ток, переключается реле, и станция
включается в кольцо. Во время переключения (до 5 мс) кольцо оказывается ра-
зорванным и какие-то кадры будут разрушены. Далее адаптер определяет ско-
рость кольца (4 или 16 Мбит/с) и настраивает синхронизацию своего передатчи-
ка по принимаемому сигналу. Станция прослушивает кольцо, чтобы определить,
есть ли в нем нормальная «жизнь»: пока не сработает таймер TSM (Timer Standby
Monitor), должен быть обнаружен МАС-кадр присутствия активного монитора
AMP (Active Monitor Present), резервного монитора SMP (Standby Monitor Pre-
sent) или очистки кольца. Если за это время (7 секунд) такие кадры не обнару-
жены, станция посылкой кадра Claim Token начинает состязание за право стать
активным монитором.
Когда монитор обнаружен, станция проверяет свой адрес на уникальность:
посылает кадр DAT (Duplicate Address Test), адресованный самой себе. Если кадр
вернется с установленым битом А в поле FS, это значит, что такой адрес уже име-
ется в кольце и станция отключается (выключает фантомный ток) с соответст-
вующим диагностическим сообщением. Если адрес уникален, то начинается про-
цесс изучения кольца. AM посылает широковещательный кадр АМР, его прини-
мает (устанавливая флаги А и С) следующая за ним станция. Эта станция запо-
минает адрес своего NAUN’a и посылает широковещательный кадр SMP. Этот
кадр примет следующая станция и тоже пошлет SMP. Поскольку все эти кадры
сделают полный оборот по кольцу и имеют широковещательный адрес назначе-
ния, каждая станция их увидит и составит полный список узлов кольца. Завер-
шает процесс включения запрос параметров кольца — МАС-кадр RP (Request
Parameters). На него отвечает сервер параметров (обычно это мост) — сообщает
адрес (номер кольцами значения таймеров. Если сервера нет, то принимаются
параметры умолчания; Теперь станция становится полноправным членом коль-
ца и имеет возможность передавать данные.
Очистка Кольца (Ring Purge) выполняется по МАС-кадру PRG (Purge). По его
приему станция обязана перейти в режим повторителя и сбросить все свои тай-
меры. Кадр PRG формируется активным монитором сразу после «вступления в
должность», а также при обнаружении ошибок:
300 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
W Бесхозного кадра (по биту М).
Ж Тишине (отсутствие сигнала) в кольце.
Я Недопустимом трафике — превышение времени допустимой передачи, по
срабатыванию таймера TVX (Timer Valid Transmission).
Кадр PRG должен обернуться по кольцу, если за определенное время этого не
происходит, начинается состязание за роль активного монитора.
В сети предусмотрена процедура самопроверки целостности кольца и восста-
новления с помощью олгф!(йьШЙи^ц<>в/(Ыаео1йпй). Станция всегда должна по-
лучать сигнал от своего ЙАШГа, адрес которого ей известен. Если станция об-
наруживает нештатную ситуацию, подозревается отказ предыдущей станции,
собственного приемника или соединительных кабелей этих станций. Процеду-
ра автоматического восстановления начинается с посылки МАС-кадра BCN с
адресом пропавшего NAUN’a. Бакены посылаются каждые 20 мс, не дожидаясь
маркера. Бакены могут быть нескольких типов, с разными приоритетами (по
убыванию):
Ж Set Recovery Mode — принудительная установка режима восстановления
по инициативе управляющего программного продукта (не самого адаптера).
В Signal Loss — потеря сигнала от предыдущей станции.
• «Streaming Signal, Not Claim Token — истекло время состязаний за право
стать монитором, а при наличии синхронизации на входе не пришло ни
одного МАС-кадра-запроса роли монитора (Claim Token).
 Streaming Signal, Clai«i Token — истекло время состязаний за Право стать
монитором, но монитор не обнаружен, хотя за этот период были кадры-за-
просы роли монитора.
' Кадр-бакен транслируют все станции. Станция, принявшая BCN с собствен-
ным адресом, выполняет самотестирование. Если обнаруживается неисправимая
ошибка, станция самоустраняется из кольца, если нет — выполняет процедуру
включения в кольцо (см. выше). Станция, пославшая BCN, запускает таймер ТВТ
(Timer Beaconing Transmit). Если до его срабатывания (по умолчанию 16 с) кадр
BCN возвращается, значит, кольцо исправно и остается дождаться маркера. Если
кадр не приходит, станция сама отключается от кольца и выполняет самотести-
рование (и пытается повторно включиться в кольцо).’
7.3.3.	Определение конфигурации
Каждая станция кольца знает МАС-адрес своего передающего соседа, а сервер
конфигурации имеет список всех адресов в порядке их следование в кольце. Эти
знания появляются в процессе изучения окружения (NN — Neighbor Notificati-
on), инициируемого активным монитором с периодом таймера ТАМ (7 с). Про-
цесс опишем на примере кольца из четырех станций А, В, С, D, расположенных в
таком же порядке,,и станция А — активный монитор.^
Активный монитор посылает кадр АМР со своим адресом и обнуленными би-
тами А и С. Ближайшая следующая за ним станция В, транслируя этот кадр, уста-
навливает биты А и С, записывает у себя МАС-адрес и запускает таймер ТОР
7.4. Сегменты, мосты и маршрутизация от источника 301
(20 мс). Кадр через все последующие станции доходит до своего отправителя
(активного монитора) и им удаляется.
Станция В по истечении ТОР передает кадр SMP со своим адресом и обнулен-
ными битами А и С. Ближайшая станция С, транслируя этот кадр, устанавливает
биты А и С, записывает у себя МАС-адрес и запускает свой таймер ТОР. Станция
В, получив свой кадр, также удаляет его.
Так по кольцу очередь доходит до станции D, и ее кадр SMP приходит к актив-
ному монитору с нулевыми битами А и С, что является для него сигналом завер-
шения опроса кольца. Он также устанавливает биты и транслирует кадр дальше.
В результате по кольцу упорядоченно пройдут кадры АМР и SMP, несущие адреса
станций. Эти кадры доступны для просмотра (копирования) серверу конфигура-
ции. Если по приему кадра АМР или SMP с нулевыми битами А ц С станция заме-
тила смену адреса своего NAUN’a, она должна сообщить об этом на адрес сервера
конфигурации кадром SUA_CNG. Активный монитор ожидает, что цикл опроса
должен завершиться за время таймера ТАМ (7 с). Если за это время он не получит
SMP (или АМР, если в кольце нет больше станций) с нулевыми битами А, С, это
считается программной ошибкой и на сервер ошибок посылается кадр Ring Poll
Error. Задержка ТОР вводится для того, чтобы процесс изучения топологии не
прерывал возможность передачи данных LLC-уровня.
7.4.	Сегменты, мосты
и маршрутизация от источника
Большие сети могут состоять из нескольких колец — сегментов, связанны^ меж-
ду собой мостами. Отдельные сегменты такой сети могут работать и на разных
скоростях. Трафик между станциями одного кольца остается внутри этого сег-
мента. Передача между станциями разных сегментов в классическом варианте
Token Ring осуществляется через мосты, используя маршрутизацию от источ-
ника SRB (Source Routing Bridge). При этом трасса, по которой проходят кадры
от одного сегмента в другой, определяется источником кадра: в поле RIF он зано-
сит номера колец, находящихся на пути к получателю. Маршрутизация от источ-
' ника допускает сложные топологии, при которых путей между двумя кольцами
может быть более одного (что недопустимо в Ethernet).
До непосредственной передачи данных удаленному получателю станция
должна предварительно найти маршрут. То, что получатель не находится в од-
ном кольце с источником, определяется по биту А байта состояния кадра (в нем
сохранится «О»), Увидев это, источник посылает на адрес получателя МАС-
кадр-разведчик (explorer frame), в котором имеется пока пустое поле RIF. Каж-
дый мост, получивший такой кадр, обязан скопировать его во все остальные свои
порты, добавив соответствующую запись в поле RIF (см. рис. 7.5). В этой записи
указывается номер кольца, сооответствующего данному порту, и номер этого
моста в кольце. Мост указывает и максимально допустимый размер кадра, если
он меньше заданного в управляющем байте. Первый мост отмечает и номер
кольца, из которого получен кадр. Кадры-разведчики достигнут конечного адре-
сата (если таковой имеется), при этом в их поле RIF будет отмечена трасса от ис-
302 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
ходной станции. Если трасса не единственная, то узел назначения получит не-
сколько кадров, из которых может выбрать трассу по одному из критериев:
« Трасса кадра, пришедшего первым (используется чаще всего).
Трасса с минимальным числом мостов.
Я Трасса с максимальным допустимым размером кадра.
Ж Комбинация этих* критериев.
Узел посылает кадр с выбранной трассой источнику, инвертировав флаг на-
правления. Теперь мосты доставят этот кадр первоначальному источнику, про-
сматривая RIF в обратном Направлении. В итоге узел получает трассу маршрута к
интересующему его узлу и будет ею пользоваться в дальнейших межсегментных
передачах, до изменения конфигурации сети. Если конфигурация изменится, то
придется отыскивать новую.
Рис. 7.5. Формат RIF: а — общий формат, б — управление маршрутизацией,
/ в -дескриптор трассы (размеры указание битах)' ‘% \
Формат RIF приведен на рис. 7.5. После двух байт управления Routing control
может следовать до 14 двухбайтных дескрипторов Route descriptor. Поля имеют
следующее назначение:
9 Поле Туре задает один из трех типов управления маршрутизацией:,
□	Специфицированный (SRF — Specifically Routed Frame), используя ин-
формацию о трассе в RIF.
□	Всеохватывающий разведчик (all paths explorer) используется для по-
иска удаленного узла через все мосты.
□	Ограниченный разведчик (spanning-tree explorer) используется для по-
иска удаленного узла только Через мосты, образующие покрывающее
Дерево, что сокращает Поисковый трафик.
ж Поле Length задает общую длину поля RIF (2-30 байт).
№ Бит D — флаг направления просмотра записей RIF (слева направо или
справа налево).
Ж Поле Largest Frame задает максимальную длину кадра по маршруту (источ-
ник указывает максимальное значение длины, а мост с меньшими возмож-
ностями оставляет свое значение длины).
Ж Поле Ring Number задает уникальный (в сети) номер кольца.
№ Поле Bridge Number задает номер моста в данном кольце.
7.5. Коммутация 303
Пара колец может соединяться более чем одним мостом (для повышения
пропускной способности и надежности). Параллельные мосты могут использо-
вать одни и те же номера. Формат RIF (по IEEE) допускает до 14 дескрипторов
(30 байт), что позволяет 14 колец соединять цепочкой из 13 мостов (номер по-
следнего моста в цепочке всегда нулевой). IBM определяла формат с размером
до 8 дескрипторов (7 мостов в цепочке), но позже тоже перешла на больший
формат.
Мост, получив кадр с SRB-маршрутизацией, посылает его по указанной трас-
се или отбрасывает его, если информация в поле RIF некорректна. Если в поле
RIF появляются повторяющиеся дескрипторы, это означает возможные петли в
сетевой конфигурации. Для мостов Token Ring существует свой алгоритм иск-
лючения петель Spanning Tree, существенно отличающийся от одноименного для
мостов и коммутаторов Ethernet.
SRB позволяет сетевым протоколам осуществлять балансировку загрузки ма-
гистральных линий. Поскольку ответом на посылку разведчика является список
трасс с предоставлением их некоторых характеристик, можно организовать чере-
дование используемых путей для посылаемых кадров.
SRB позволяет легко организовывать резервирование не только путей, но и
ресурсов. Например, можно подключить шлюзы SNA (SNA gateway) к двум раз-
ным кольцам и назначить им один и тот же МАС-адрес. Клиент, ищущий этот
ресурс, установит связь с тем из них, который откликнется первым (за счет топо-
логической близости или меньшей нагрузки). Другой клиент к тому же ресурсу
может попасть через другой шлюз. Если какой-то шлюз (или линия связи с ним)
откажет, то клиент по тому же адресу найдет другой шлюз.
7.5.	Коммутация
I
Первоначально коммутаторы Token Ring представляли собой многопортовые
мосты, функционирующие вышеописанным образом. Маршрутизация от источ-
ника (SRB) была для них единственным вариантом поведения. Коммутаторы
служат для сегментации — уменьшения количества станций в кольце, что позво-
ляет увеличивать долю полосы, предоставляемой каждому узлу. В предельном
случае — микросвгментация — к каждому порту коммутатора подключается
только один узел. Согласно идее SRB' каждый сегмент, подключенный к порту
моста/коммутатора, имеет уникальный номер кольца. При микросегментации
получится, что каждая станция, подключенная к коммутатору, должна иметь и
уникальный МАС-адрес, и уникальный номер собственного «крльца», что явно
избыточно и неудобно в управлении. На развитие коммутаторов оказали влия-
ние идеи Ethernet, где используются прозрачные мосты (коммутаторы) ,7В
(Transparrent Bridge), сами ищущие путь к получателю на основе прослушанных
и выученных адресов источников.
SRB Switching — коммутация, основанная на применении маршрутизации от
источника в чистом виде. При этом допускается множественность активных пу-
тей между сегментами и совпадение МАС-адресов узлов, принадлежащих раз-
ным кольцам.	.	,	.
304 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
ТВ Token Ring Switch — «прозрачные» коммутаторы Token Ring — коммутиру-
ют по МАС-адресу получателя, не используя RIF-информацию. Номера колец
для них несущественны, но все станции сети должны обладать уникальными
МАС-адресами. Прозрачные мосты, как правило, должны игнорировать кадры с
маршрутизацией от источника (в сетях на коммутаторах ТВ они и не нужны).
Трансляция кадров с RIF-информацией в сетях со смесью SRB- и ТВ-коммута-
торов, имеющих множественные SRB-связи,, будет приводить к ошибкам (про-
зрачный мост будет видеть адрес одного узла более чем на одном порте, что для
него неприемлемо).
SRS (Source-Route Switching) — коммутация с использованием маршрутной
информаций, введенная сравнительно недавно. Между станциями, непосредст-
венно подключенными к SRS-коммутаторам, передача одноадресного, многоад-
ресного и широковещательного трафика ведется на основе МАС-адреса получа-
теля. Если к SRS-коммутатору подключаются участки сети через SRB, то
коммутатор просматривает RIF-информацию кадров, поступающих оттуда, и за-
поминает маршрутную информацию о частях сети, отделенной от него SRB-moc-
тами. Теперь кадры, приходящие к нему с RIF-информацией, он будет посылать
по известным ему маршрутам. Таким образом прозрачная коммутация нормаль-
но сосуществует с маршрутизацией от источника.
SRS позволяет нескольким сегментам сети иметь совпадающие номера. Ком-
мутатору не приходится хранить таблицы адресов всех узлов сети, расположен-
ных за SRB-мостами, что сокращает расход памяти и времени на просмотр. На-
личие множественных путей с SRB допускается. Станции, расположенные в
кольцах с разными номерами, могут иметь совпадающие МАС-адреса. Замена
концентратора-повторителя на SRS-коммутатор проходит йезаметно для клиен-
тов — хотя они становятся членами разных физических мини-колец, у них оста-
нется Гот же общий номер кольца, который был при повторителе.
SRT (Source-Route Transparent) Bridging — комбинация обоих режимов марш-
рутизации (прозрачной и SRB), предложенная IBM в началё 1990-х годов как
единый режим для всех технологий, но прижившаяся только в Token Ring. Здесь
для выбора режима у каждого кадра анализируется бит RII. Если он нулевой,
значит, RIF отсутствует и используется прозрачный алгоритм, если единичный,
используется SRB. Применение SRT-мостов вносит следующие ограничения:
« SRT не позволяет использовать совпадающие МАС-адреса для автомати-
ческого резервирования ресурсов: «прозрачная» часть моста не может «по-
нять», что один и тот же адрес присутствует' на двух портах. Поскольку
станция пытается найти ресурс сначала локально (без RIF) и SRT-moct
даст ей такую возможность (соединит с первым попавшимся), она и даль-
ше будет обращаться к нему без RIF. Но соединение будет нестабильно,
поскольку мост будет постоянно перестраивать свою таблицу (как в слу-
чае петли для прозрачного моста).
я SRT-мост не позволяет ряду протоколов использовать избыточные связи
для распределения нагрузки. Если пробный кадр посылается с RII=0, то
. SRT-мост обеспечивает Соединение по единственному пути, Определенно-
му алгоритмом Spanning Tree, создавая иллюзию локальности. По этому
пути пойдет весь трафик. При SRB протокол может выбирать трассу из
нескольких вариантов и чередовать трассы для балансировки нагрузки.
7.6. Виртуальные локальные сети Token Ring 305
7.6.	Виртуальные локальные сети
Token Ring
С помощью мостов и коммутаторов, соединяющих физические кольца, можно
строить виртуальные локальные сети (ВЛС, или VLAN). Для Token Ring по
сравнению с Ethernet построение виртуальных сетей осложняется структурой,
определяемой принятой маршрутизацией от источника. Здесь имеются номера
колец и номера мостов. Номер моста относится к SRB-мостам и SRB-частям
SRT-мостов. Номер кольца связывается либо с отдельным физическим кольцом,
либо с набором колец, прозрачно коммутируемых ТВ- или SRS-мостами. При
маршрутизации от источника RIF содержит последовательность номеров колец
и мостов, описывающую сетевой путь. Виртуальные сети позволяют описывать ’
логическую конфигурацию сети (маршруты между ее узлами) относительно неза-
висимо от физической. Потребность в виртуализации може возникнуть, напри-
мер, когда группу концентраторов и мостов заменяют коммутатором, сохраняя
прежнюю нумерацию узлов ради упрощения администрирования и исключения
лишней работы по переконфигурированию узлов.
Виртуальная сеть Token Ring состоит из двух частей: одного логического
многопортового моста и одного или нескольких логических номеров колец, в
каждое из которых входит одно или несколько физических. Функции, реализую-
щие эту структуру ВЛС, по IEEE называются TrBRF (Token Ring Bridge Relay
Function) — многопортовый мост и TrCRF (Token Ring Concentrator Relay Func-
tion) — логическая нумерация колец. Функцию многопортового моста TrBRF
мржет выполнять SRB или SRT в чистом виде или в комбинации. Функцию
TrCRF (связь портов с одним логическим номером кольца) выполняет SRS.
В простейшем случае ВЛС с одним логическим номером кольца, состоящим
из множества физических, функция многопортового моста не требуется.
Для эмуляции многопортового SRB- или SRT-моста каждое физическое >
кольцо будет отдельной функцией TrCRF. Мост становится TrBRF и подключа-
ется к каждой TrCRF.	* '
Комбинированием этих вариантов можно получаДь гибкие структуры. На-
пример, рассмотрим замену концентратора, используемого для соединения в
кольцо группы станций и подключения этого кольца к магистрали через мост, на
коммутатор. В этом случае пользовательские порты конфигурируются На SRS (у
всех сохранится прежний номер кольца), а порт, идущий к магистрали, конфигу-
рируется на SRB. В общем случае каждый набор портов с одним номером кольца
представляется как один TrCRF, a TrBRF конфигурируется как SRB-мост, со-
единяющий все TrCRF. Под этот случай подходит замена нескольких ранее раз-
дельных концентраторов, связанных мостами с магистралью, на один большой
коммутатор.
Такое сложное конфигурирование позволяет гибко использовать коммутато-
ры длй организации магистралей, подключения серверов и замены концентрато-
ров без перенумерации топологии сети. Это важно, поскольку для администриро-
вания большинства сетей Token Ring используется информация маршрутизации
от источника. Номера колец удобно использовать для локализации проблем,
когда физическое положение колец известно.
306 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
Для больших сетей возникает задача их разделения на подсети — домены ши-
роковещательных сообщений. При этом требуется организация множества ВЛС,
связь между которыми будет организована через функции маршрутизации (с
фильтрацией). Каждая ВЛС должна содержать свою TrBRF с одной или не-
сколькими TrCRF. Современные коммутаторы предоставляют и такую возмож-
ность. Применительно к IP-сетям множество виртуальных сетей целесообразно
строить на базе IP-подсетей.
Виртуальные сети позволяют организовывать связи между сегментами через
высокоскоростные линии. При использовании LANE ATM части сети подключа-
ются к облаку ATM каждая через отдельный мост. Облако будет представлено в
виде виртуального кольца со своим номером. Через ATM может передаваться
трафик множества виртуальных сетей, но каждое подключение будет описывать-
ся как один порт TrCRF. Связь через ATM будет вносить в маршрут два перева-
лочных пункта (хора). Cisco предлагает и иной способ связи — через ISL (Inter-
Switch Link). Это фирменное решение использует высокоскоростной канал (100
или 1000 Мбит/с), пропускающий полноразмерные кадры как Ethernet, так и
Token Ring (включая RIF). Исходные кадры обрамляются заголовком и конт-
рольным полем. Заголовок несет информацию о вложенном кадре, включая 10-бит-
ное поле идентификатора ВЛС. Связь через ISL будет выглядеть как один (воз-
можно, многопортовый) распределенный SRB-moct.
Современные коммутаторы позволяют управлять широковещательным тра-
фиком и осуществлять фильтрацию. Для каждого порта можно установить
фильтры на основе протоколов и/или МАС-адресов. Протокольные фильтры
позволяют отстроиться от ненужного1 (особенно широковещательного) трафика
неиспользуемых протоколов. Эти фильтры реализуются микросхемами ASIC и
работают на-физической скорости линии.
Ограничение трафика всеохватывающих разведчиков (All-Routers Explorer
Reduction) актуально в сетях с множественными путями, используемыми для
резервирования и распределения нагрузки. Здесь кадры-разведчики могут раз-
множаться, перегружая сеть. Современные коммутаторы могут ограничивать
размножение кадров-разведчиков в соответствии с приложением к 802. Id.
Для больших разветвленных сетей актуально слежение за широковещатель-
ным трафиком кадров-разведчиков. Когда за единицу времени их появляется
слишком много (случайно или умышленно с диверсионной целью), возникает
так называемый широковещательный шторм, способный «потопить» сеть. Со-
временные коммутаторы позволяют устанавливать ограничение на распростра-
нение широковещательных кадров.
7.7.	Высокоскоростные версии
Token Ring
В конце 90-х годов технологию Token Ring стали переводить на более высокие
скорости передачи и появилось название HSTR (High Speed Token Ring — высо-
коскоростное маркерное кольцо). В настоящее время реально используется
(стандартизована) версия на 100 Мбит/с и ведутся разработки гигабитной вер-
7.8. Оборудование Token Ring 307
сии.' Стандарт на 100 Мбит/с использует физический уровень 100BaseTX/FX, в
свою очередь позаимствованный у FDDI. Длина кабеля UTP категории 5 может
достигать 100 м, при использовании STP типа 1, 2 (150 Ом) длина может быть и
больше. Поддержка и 150-омного кабеля обеспечивает совместимость с сущест-
вующей кабельной системой Token Ring, где широко применяется данный тип
кабеля. Вышележащий МАС-уровень сохранен от прежней версии 4/16 Мбит/с,
так что все вышеприведенные описания остаются в силе. Размер кадра — до
18 200 байт, тот же протокол, 8-уровневая система приоритетов, маршрутизация
от источника (до 14-ти мостов в цепочке), поддержка множества VLAN (802.1Q).
Концентраторы на 100 Мбит/с выполняются только в виде коммутаторов с пол-
нодуплексными портами, поскольку их стоимость оказывается практически той
же, что и для повторителей, организующих кольца. Высокоскоростные порты ис-
пользуются для организации магистральных связей между коммутаторами, а
также для подключения критичных абонентов (серверов). По сравнению с Et-
hernet, высокоскоростные адаптеры Token Ring благодаря большему (18,2 К про-
тив 1,5 К) размеру кадров значительно меньше загружают процессор сервера.
7.8.	Оборудование Token Ring
Для построения сетей Token Ring требуются сетевые адаптеры и концентрато-
ры-повторители, могут использоваться также мосты и коммутаторы. Это обору-
дование заметно отличается от функциональноаналогичных устройств Ethernet
и даже Fast Ethernet высокой ценой — расплата за высокую надежность, гаран-
тированное качество сервиса и поддержку приоритетов. Большинство моделей
аппаратуры работает на скоростях 4/16 Мбит/с, как правило, с автоматическим
определением. Современные высокопроизводительные устройства работают и на
скорости 100 Мбит/с. Кабельная система для современных реализаций вполне
вписывается в концепцию СКС общего назначения.
7.8.1.	Сетевые адаптеры
Сетевые адаптеры (NIC — Network Interface Card) Token Ring во многом напо-
минают привычные адаптеры Ethernet, правда, их ассортимент значительно уже.
Карты выпускаются для различных шин (ISA, EISA, PCI, PC Card). Используе-
мые системные ресурсы: порты ввода/вывода, прерывания, DMA и буферная па-
мять. По сравнению с адаптерами Ethemet-карты имеют значительно больший
объем буферной памяти, что связано с большим допустимым размером кадра.
Карты могут иметь возможность установки ПЗУ удаленной загрузки (Boot
ROM), пробуждения посети (WakeUp-on-LAN). Интерфейсный разъем — DB-9
для кабеля STP (150 Ом), RJ-45 для UTP/STP (100 Ом). Карты могут иметь и
пару разъемов — выбор осуществляется при конфигурировании или автоматиче-
ски. При несовпадении импедансов интерфейса и кабеля карта подключается че-
рез согласователь Media Filter, выполняемый в виде переходника или кабеля с
разнотипными разъемами на концах. Фирма IBM встраивает согласователи им-
педансов непосредственно в порты сетевых-адаптеров.
308 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
Некоторые модели могут поддерживать полнодуплексный режим, что дает
повышение пропускной способности только при подключении к выделенному
порту коммутатора. Модели адаптеров, предназначенные для серверов, могут
иметь возможность резервирования и использования множественных связей.
Для этого в станцию устанавливается несколько однотипных адаптеров, связан-
ных с коммутатором. Цри резервировании используется только один, в случае
его отказа (или обрыва связи) переход на резервный выполняется прозрачно для
приложений. Множественные связи (MultiLink) позволяют масштабировать
пропускную способность. Как правило, допускается использование до четырех
параллельных каналов, при этом в полнодуплексном режиме пропускная спо-
собность достигает1 128 Мбит/с (4x2x16).
7.8.2.	Концентраторы
Концентраторы Token Ring являются обязательными устройствами классиче-
ской сети Token, Ring. Без них кольцо может (теоретически) работать только при
условии постоянного включения и работоспособности (активности) всех стан-
ций. Без концентраторов возможно лишь двухточечное соединение портов DTR
(см. выше).
Кольца организуются с помощью концентраторов-повторителей, которые
могут быть пассивными или активными. Пассивные концентраторы для каждого
отвода имеют только реле, позволяющее коммутировать станцию в кольцо или
обходить ее. Активные концентраторы для каждого порта выполняют восстанов-
ление амплитудных и временных характеристик сигнала. Здесь могут приме-
няться и схемы с петлей фазовой автоподстройки (PLL), компенсирующие «дро-
жание» (jitter) фазы сигнала. Благодаря их применению удается увеличить
длину радиальных кабелей (см. табл. 7.1 на стр. 288). В современных моделях
применяются разъемы RJ-45 (коннекторы IBM встречаются редко), и порты рас-
считаны на применение любой витой пары (импеданс 85-150 Ом). Концентрато-
ры поддерживают, любую скорость (4 или 16 Мбит/с), но, естественно, общую
для всего кольца.
Концентраторы могут соединяться между собой через порты RI/RO. Ряд мо-
делей для этих портов имеет сменные интерфейсные модули — для витой пары
или оптоволокна. Допустимая длина кабелей RI/RO может значительно превы-
шать допустимую длину радиальных кабелей. Стековые концентраторы объеди-
няются специальными кабелями, при этом порты RI/RO могут использоваться
для создания резервных линий, используемых при выходе из строя одного из
концентраторов стека.
Активные концентраторы могут быть и интеллектуальными (управляемыми) —
поддерживать SNMP, RMON и иметь собственные средства локализации неис-
правных отводов. Многие модели современных устройств имеют фирменные
средства диагностики портов с подключенными станциями. Эти средства работа-
ют на уровне устройства и обеспечивают исключение неисправного узла гораздо
быстрее, чем штатный алгоритм бакенов. Благодаря этому время автоматическо-
го восстановления кольца сокращается до 1-2 с.
Сегментирующие (Port Switch) концентраторы позволяют организовать в од-
ном устройстве несколько независимых колец, каждый порт может быть ском-
7.9. Построение сетей Token Ring 309
мутирован на любое из них. В стековых концентраторах часть колец может быть
определена на всех устройствах стека, часть — локально. Сегментирование соз-
дает удобную базу для гибкого конфигурирования сетей с коммутаторами.
Мосты ^коммутаторы используются для связи колец в больших сетях. Пор-
ты коммутаторов могут работать на разных скоростях. Ряд моделей имеет транс-
лирующие мосты к другим технологиям (Ethernet, FDDI). Маршрутизация от
источника поддерживается всеми коммутаторами, ряд моделей поддерживает и
прозрачные мосты (SRT) для связи с другими технологиями. Мосты могут огра-
ничивать размер транслируемого кадра, Что отмечается при определении марш-
рута кадром-разведчиком. Если На вход коммутатора придет кадр большей дли-
ны, он, скорее всего, будет отброшен: возможность разбивки большого кадра на
мелкие для коммутаторов нетипична — эта функция характерна для маршрути-
заторов. Интеллектуальные коммутаторы могут обеспечивать и поддержку вир-
туальных сетей (VLAN).
По сравнению с коммутаторами Ethernet, коммутаторы TokenRing оказыва-
ются проще в реализации благодаря использованию маршрутизации от источни-
ка. По этой же причине нет необходимости в применении коммутаторов 3-го
уровня — все задачи успешно решаются на втором уровне.
Коммутаторы широко используются для Организации магистралей. Для по-
вышения пропускной способности магистрали, состоящей из нескольких комму-
таторов, между ними организуют каналы TokenPipe. Такой канал собирается из
2-4 параллельных линий, связывающих пару коммутаторов. Связка портов вы-
глядит как'Один логический порт. Пропускная способность канала достигает
128 Мбит/с (4x2x16) для обычных портов и 800 Мбит/с для портов на
100 Мбит/с.
Существуют и комбинированные устройства, сочетающие в себе повторители
(сегментируемые) и коммутаторы. Такие решения' чаще встречаются в модуль-
ных конструкциях.
Отдельные сегменты при необходимости фильтрации трафика могут связы-
ваться и через маршрутизаторы, снабженные портами Token Ring. В ряде слу-
чаев вместо маршрутизаторов эффективнее работают интеллектуальные комму-
таторы с поддержкой виртуальных сетей/
7.9.	Построение сетей Token Ring
Повторители, Мосты к коммутаторы позволяют строить сети любого масштаба,
постепенно наращивая число узлов, выделяемую им полосу пропускания, и орга-
низуют высоконадежные и высокопроизводительные магистрали. Повысить
пропускную способность сети, в которой полоса пропускания разделяется между
всеми станциями кольца (правда, с учетом приоритетов), можно с помощью раз-
биения на мелкие сегменты, связанные между собой мостами. Как и для техно-
логии Ethernet, современная тенденция — увеличение числа сегментов с умень-
шением их размеров и связь их многопортовыми мостами — коммутаторами.
Пользовательские станции, как правило, подключаются к кольцу на скорости
4 или 16 Мбит/с. При этом пропускная способность кольца (16 Мбит/с) разде-
ляется между всеми узлами в соответствии с их приоритетами. Пользователь-
310 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
ские станции соединяются кабельной системой с этажными распределителями,, в
которых устанавливаются концентраторы. Если распределитель всего один, То в
нем может быть установлен один или несколько концентраторов, соединенных
через порты RI/RO или в стек. Если распределителей несколько, то между собой
они также могут соединяться через порты RI/RO, образуя большое распределен-
ное кольцо (рис. 7.6).
Рис. 7.6. Распределенное кольцо
/
Если в сети имеются группы станций, активно общающихся между собой, и
реже — со станциями других групп, то имеет смысл сегментировать сеть — орга-
низовать для каждой группы свое кольцо. Между собой эти группы можно свя-
зать с помощью магистрального кольца (backbone ring), соединенного мостами с
кольцами рабочих групп (рис. 7.7). При этом весь межгрупповой, трафик будет
разделять полосу магистрального кольца. К магистральному кольцу имеет
смысл подключать и общедоступные ресурсы (серверы). В локальные кольца со-
бирают примерно 50-150 станций, меньшие значения могут обусловливаться
удобством прокладки кабелей.
Рис. 7.7. Объединение колец магистральным кольцом
Есди магистральное кольцо становится узким местом, локальные кольца
можно соединить коммутатором. Общие серверы имеет смысл подключать к вы-
деленным портами коммутатора и использовать полнодуплексную связь (рис. 7.8).
При этом пропускная способность такой компактной магистрали (collapsed back-
bone) будет определяться производительностью коммутатора. Современные
коммутаторы при скорости-портов 4/16 Мбит/с имеют суммарную пропускную
способность, исчисляемую сотнями и даже тысячами мегабит в секунду.
Для большой сети может потребоваться и несколько коммутаторов, устанав-
ливаемых в промежуточных распределительных пунктах (IC или BD в терминах
СКС). Связь между коммутаторами может быть либо одноранговой (каждый с
каждым, рис. 7.9), либо иерархической через общий коммутатор, устанавливае-
мый в главном распределителе (МС или CD). Для дальнейшего повышения про-
7.10. Гибридные сети Token Ring—Ethernet 311
пускной способности магистрали коммутаторы можно связывать через порты
100 Мбит/с. Пропускную способность отдельных линий можно повышать и за-
параллеливанием линий — MultiLink для подключения серверов и TokenPipe
для связи между коммутаторами.
Рис. 7.8. Объединение колец и узлов магистральным коммутатором
Рис. 7.9. Одноранговое соединение коммутаторов и запараллеливание линий
7.10.	Гибридные сети
Token Ring—Ethernet
Гибридные сети состоят из сегментов с различными технологиями, между кото-
рыми необходимо установить связь. Эта связь может быть организована на 3-м
уровне с помощью маршрутизаторов или на 2-м уровне с помощью мостов или
коммутаторов. Связь через мосты позволяет обеспечивать более высокую пропу-
скную способность, но при этом возникает ряд проблем, связанных с различием
М АС-уровней технологий Ethernet и Token Ring. Для сетей Ethernet использу-
ются прозрачные мосты (transparent bridge), сами определяющие маршрут пере-
дачи кадра на основе прослушиваемых адресов источников, в то время как для
Token Ring характерны мосты с маршрутизацией от источника SRB (Source-Ro-
uting Bridge). Мост должен кадр, полученный с порта сегмента одной техноло-
гии, отправить в сегмент с другой технологией в виде кадра иного формата. Реа-
лизация таких мостов наталкивается на ряд трудностей:
312 Глава 7. Технология Token Ring/IEEE 802.5
я Различие в представлении МАС-адреса. В обеих технологиях применяется
48-битный адрес, где старшие биты определяют его тип. Однако при по-
следовательной передаче в Ethernet первыми идут младшие биты (правые
при написании), а в Token Ring — старшие. Дополнительные сложности
возникают, когда МАС-адрес вкладывается и в поле данных кадра.
к Различие в допустимом размере кадра: Ethernet — 1314 байт, Token
Ring — 18 200 байт. Поскольку фрагментация и последующая сборка, до-
пустимая на 3-м уровне, для мостов недоступна, кадры недопустимого раз-
мера обречены на потерю.
и Биты состояния А, С и Е, по которым передающий узел Token Ring сразу
узнает о судьбе посланного им кадра, не имеют никаких аналогов в Ether-
net.
к Приоритетный механизм Token Ring не имеет никаких аналогов в Ether-
net.
я Кадры-разведчики, используемые йри SRB, и использование информации
поля RIF неестественны для прозрачных мостов Ethernet. Для мостов
SRB неприемлемы кадры без информации поля RIF.
м Алгоритмы Spanning Tree для этих технологий несовместимы.
В середине 80-х годов появились транслирующие мосты (translational brid-
ge), но их алгоритм не был стандартизован и каждый производитель решал проб-
- лемы по-своему. Транслирующий мост изменяет порядок бит адреса. В поле RtF
ограничитель максимального размера кадра устанавливается на 1500 байт, прав-
да, не все станции Token Ring «понимают» такое жёсткое Для них ограничение.
Специфические биты Token Ring (приоритет, резервирование, монитор) при
прохождении через мост игнорируются. Биты состояния или игнорируются, или
устанавливается бит С, означающий, что кадр скопирован. При этом бит А не ус-
танавливается, поскольку мост еще не конечный получатель.
Мост является шлюзом между двумя доменами — SRB с одной стороны и
прозрачные мосты с другой. Для стороны SRB домен с прозрачными мостами
представляется как кольцо с определенным номером. Для другой стороны Мост
вместе с SRB-доменом выглядит как еще один прозрачный мост. Кадр, поступа-
ющий >из SRB-домена в прозрачный, освобождается от RIF-инфорМации, которая
кэшируется мостом для использования при обратных передачах. Когда из «про-
зрачного» домена приходит кадр для адресата из SRB-домена, по его адресу в
кэше ищется соответствующая RIF-информация, которая присоединяется к кад-
ру, выпускаемому в SRB-домен. Если соответствующей записи нет в кэше или в
случае многоадресной (широковещательной) передачи, кадр в SRB-домен выпу-
скается как «офаниченный разведчик». Поскольку алгоритмы Spanning Tree для
SRB и прозрачных мостов несовместимы, множественность связей между доме-
нами, как правило, не допускается. При преобразовании кадров учитываются
форматы используемых кадров Ethernet и Token Ring — «лишние» поля игнори-
руются, недостающие по возможности вычисляются.
УКТ-мосты, предложенные как средство сближения технологий, имеют те же
проблемы несовпадения форматов кадров. На SRT-мосты ложится большая на-
грузка, чем на SRB (анализ кадра становится сложнее). В сложной сети, сочета-
710. Гибридные сети Token Ring—Ethernet	313
«mt SRTrSR$ ж^мазрадаые мосты, для уатожжподьвуюиих SRB, при выбо-
реопнишмой трассы возникают сложности и возможен выбор неоптимальных
маршрутов, проходящих через цепочку прозрачных мостов. ?
Хотя »и одно из ревйййй трансжруюмих или SRB-мостов не может полно-
стью решитьвопрос совмещения двух технологий, они все-таки позволяют обес-
печить коммуникации между разнородными станциями, правда, при атом мно-
гие преимущества Token Ring теряются.
FDDI и CDDI
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — стандартизованная спецификация для
сетевой архитектуры высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным
линиям. Скорость передачи — 100 Мбит/с. Логическая топология — кольцо
(двойное), метод доступа — детерминированный, с передачей маркера (token
passing). Маркер доступа передается от станции к станции по кольцу, правом на
передачу данных обладает станция, захватившая маркер, При единственности
маркера в кольце может одновременно продвигаться множество кадров. Техно-
логия обеспечивает передачу синхронного и асинхронного трафика. Для переда-
чи синхронного трафика на этапе инициализации кольца определяется полоса
пропускания, отводимая каждой станции для передачи. Для асинхронного тра-
фика может отводиться вся остающаяся полоса пропускания кольца. Реальная
пропускная способность кольца может достигать 95 Мбит/с, но при значитель-
ных задержках в обслуживании. При минимизации задержек пропускная спо-
собность может падать и до 20 Мбит/с.
Максимальное количество станций в' сети — до 500 с двойным кольцом и до
1000 с одинарным, расстояние между станциями до 2 км при многомодовом и до
45-60 км при одномодовом кабеле, длина двойного кольца до 100 км, одинарно-
го — до 200 км. Технологию FDDI можно рассматривать как развитие Token
Ring, направленное на повышение производительности, отказоустойчивости и
увеличения размеров сети как цо количеству узлов, так и по расстоянию. Повы-
шение отказоустойчивости достигается за счет применения двух колец — вто-
ричное (резервное) кольцо замыкает цепочку станций в случае обрыва (отказа)
линии связи между парой соседних станций или отказа станции. Технология
FDDI относительно легко интегрируется с Ethernet и Token Ring, благодаря
чему ее широко используют в качестве высокоскоростной магистрали для этих
техйологий. Цена оборудования высокая, что не позволяет применять данную
315
технологию для рядовых рабочих мест. Хотя FDDI считается технологией ло-
кальных сетей, в основном она применяется для высокоскоростных магистралей
(backbone) кампусных и городских сетей. FDDI используется и для объединения
больших и мини-компьютеров, мощных рабочих станций, подключения перифе-
рии с интенсивным обменом.
Первоначально стандарт FDDI разрабатывался группой ANSI ХЗТ9.5 (1987—
1988 гг.), после 1995 года — ANSI ХЗТ12. Стандарты ISO 9314-хх появились не-
сколько позже, они соответствуют спецификациям ANSI. В 1993 г. появился
стандарт FDDI-II, в котором определен дополнительный режим гибридного
кольца для одновременной передачи изохронного и асинхронного трафика.
Станции FDDI-II совместимы с FDDI, но совместно работать могут только в базо-
вом режиме FDDI. Оборудование FDDI-II широкого распространения не получило.
Стандарт FDDI определяет 4 компонента: PMD, PHY, МАС и SMT (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Структура стандарта FDDI
• PMD (Physical Medium Dependent) определяет свойства оптических или
электрических компонентов (трансиверов, кабелей, коннекторов), пара-
метров линий связи.	'
« PHY (Physical) определяет кодирование и декодирование, синхронизацйю,
кадрирование потока. PHY вместе-С PMD соответствуют физическому
уровню модели OSI.
« MAC (Media Access Control) определяет форматы кадров, манипуляции с
маркером, адресацию, алгоритм вычисления CRC, обработку ошибок,
средства восстановления. Соответствует МАС-подуровню канаЛьнбго
уровня OSI, обменивается данными с вышестоящим LLC-Подуровнем.
И SMT (Station Management) определяет конфигурацию станций и колец,
процедуры включения станции в кольцо и ее отключения, инициализа-
цию, изоляцию отказавших элементов, планирование загрузки, сбор стати-
стики. Обеспечивает генерацию диагностических кадров, управляет досту-
пом к сети и обеспечивает целостность кольца, перенаправляя поток
данных во вторичное кольцо при аварии первичного. Этот компонент мо-
жет в некоторых случаях использовать вторичное кольцо для повышения
пропускной способности потенциально до 200 Мбит/с.
Чисто электрическую реализацию архитектуры FDDI на витой паре называ-
ют также CDDI (Copper Distributed Data Interface) или,же TPDDI (Twisted Pair
316 Глава 8. FDDI и CDDI
Distributed Data Interface). SDDI подразумевает использование экранированного
кабеля STP Type 1. По сравнению с оптическим вариантом эти технологии суще-
ственно дешевле, но допустимая длина линий связи между узлами сокращается
до 100 м. По сравнению с оптической, электрические версии менее стандартизо-
ваны и совместимость оборудования разных производителей не гарантируется.
8.1. Физический уровень, интерфейсы
Порты аппаратуры FDDI имеют приемопередатчики, использующие раздельные
линии для передаваемого (Тх) и принимаемого (Rx) сигналов. Здесь применяет-
ся логическое кодирование 4В/5В, при котором каждая четверка бит исходной
информации кодируется 5-битным символом. Избыточность используется для
устранения нежелательных комбинаций, а также выделения служебных симво-
лов (J, К, Т, Idle...), используемых в качестве разделителей. Физическое кодирова-
ние: MLT-3 для электрической передачи, NRZI — для оптической. Эффектив-
ную скорость передачи 100 Мбит/с обеспечивает тактовая частота битовых
интервалов 125 МГц.
Кольцевая логическая топология предусматривает, что выход передатчика
одной станции подключается ко входу следующей, и т. д. до замыкания кольца.
В отличие от Token Ring, где источником синхронизации кольца является актив-
ный монитор, передатчики всех узлов FDDI синхронизируются от собственных
кварцевых генераторов. Допустимое отклонение частоты — 0,01 %. Каждый узел
транслирует входящий поток данных через небольшой буфер на выходной порт,
но синхронизирует выходной сигнал от своего источника. Поскольку частоты
соседних узлов могут отличаться друг от друга, каждый узел должен иметь элас-
тичный буфер, компенсирующий расхождение, набегающее на кадре. Для макси-
мального размера кадра (9000 символов — 45 000 бит) необходима эластичность
минимум ±4-5 бит.
В качестве среды передачи используется оптоволокно или витая пара:
ж MMF-PMD определяет в качестве среды передачи многомодовое волокно
(Multi Mode Fiber), источник излучения — светодиод. Допустимая длина
линии — до 2 км. В первоначальном стандарте это был единственный ва-
риант, и он назывался просто PMD.
9 SMF-PMD — одномодовое волокно (Single Mode Fiber) с лазерными источ-
никами. Допустимая длина линии — до 40-60 км.
s LCF-PMD — дешевое многомодовое волокно (Low Cost Fiber), при кото-
ром длина линии связи ограничена 500 м.
в TP PMD — витая пара STP типа 1 или UTP категории 5, коннекторы RJ-
45. Используется две пары проводов, допустимая длина — 100 м.
Для всех оптических версий длина волны — 1300 нм, благодаря чему порты
MMF, SMF и LCF можно соединять, если соединение вносит допустимое зату-
хание. Формально оптические версии обеспечивают бюджет линии (затухание
сигнала между станциями) до 11 дБ, но в одномодовом варианте возможно при-
8.1. Физический уровень, интерфейсы 317
менение заказных передатчиков большей мощности, что позволяет увеличивать
длину линии.
Физическая топология сети FDDI — кольцевая или гибридная, включение
звездообразных или древовидных подсетей в главную сеть через концентратор.
На рис. 8.2 приведен прймер сети, на котором представлены разнообразные ва- '
рианты подключения оборудования. Здесь представлены все типы:
Ш DAS (Dual Attached Station) — станция двойного подключения (к обоим
кольцам, первичному и вторичному);
• SAS (Single Attached Station) — станция одинарного подключения (только
к первичному кольцу);
и DAC (Dual Attached Concentrator) — концентратор двойного подключе-
ния, позволяющий подключать к двойному кольцу узлы (станции и кон-
центраторы) одинарного подключения.
 SAC (Single Attached Concentrator) — концентратор одинарного подклю-
чения, позволяющий соединять узлы одинарного подключения.
Первичное кольцо
Рис. 8.2. Пример сети FDDI	l
Станции одинарного (SAS) и двойного (DAS) подключения (рис. 8.3) различа-
ются пр способу подключения к кольцу. Станции двойного подключения DAS,
они же станций класса А, имеют два трансивера и могут включаться непосредст-
венно в базовую сеть, к первичному и вторичному кольцам. В нормальном режи-
ме сигнал, поступающий на вход Pri_In, транслируется на выход Pri_Out, и при
передаче в эту цепочку вклинивается кадр, передаваемый данной станцией.
Связь Sec_In—Sec_Out поддерживается в качестве резервной. При необходимо-
сти аварийного реконфигурирования станция может установить связи Pri_In—
Sec_Out и Sec_In—Pri_Out (см. 8.2). Станции одинарного подключения 5А5,
они же станции класса В, имеют один трансивер и включаются только в первич-
ное кольцо. Связь In — Out для них является единственной. В базовую сеть они
могут включаться только через концентратор или через обходной коммутатор,
отключающий их в случае аварии.
3!8 Глава 8. FDDIhCDDI
Рис. 8.3. Структура адаптера станции: а — одинарного подключения (SAS), б — двойного (DAS)
Концентраторы также могут быть одинарного (SAC) или двойного (DAC)
подключения (рис. 8.4). В их функции входит поддержание целостности логическо-
го кольца независимо от состояния линий и узлов, подключенных к его портам.
DAC обеспечивает включение станций SAS и концентраторов SAC в двойное ло-
гическое кольцо, SAC включает их в одинарное (первичное) кольцо. При чисто
звездообразной или древовидной топологии, без явного кольца, у корневого кон-
центратора получается «нулевое» подключение (null-attachment concentrator).
Рис. 8.4. Структура концентратора: а — одинарного подключения (SAC), б — двойного, (DAC)
Повторитель (repeater) обеспечивает промежуточное усиление оптического
сигнала, в некоторых случаях может использоваться для перехода с одномодово-
го на многомодовое волокно.
Аттенюаторы служат для снижения мощности на входе приемника до номи-
нального уровня.
Обходной коммутатор (bypass switch), одиночный или двойной (dual bypass
switch), обеспечивает обход узла в случае его отключения или отказа (см. 4.11.4).
Это устройство устанавливается между станцией и кольцом и обеспечивает одну
из двух возможных схем коммутации световых потоков (рис 8.5). Коммутатор
включает станцию в кольцо только при наличии разрешающего сигнала готовно-
сти, поступающего от узла по дополнительному электрическому интерфейсному
кабелю. При отсутствии этого сигнала кольцо и станция изолируются друг от
друга, и их приемники и передатчики замкнуты друг на друга должным образом.
8.1. Физический уровень, интерфейсы 319
(порт А) а.| (порт В)
>1
К станции к станции
(порт А) (порт В)
Рис. 8.5. Двойной обходной коммутатор: а — станция включена, б — отключена
Применяя обходные коммутаторы, следует учитывать следующие моменты:
И Применение обходного коммутатора возможно лишь при соединении
станции с обоими соседями однотипными (только ММ или только SM)
волокнами. В противном случае при отключении станции коммутатор со-
единит одномодовое волокно с многомодовым. Такое соединение нерабо-
тоспособно (см. гл. 4).
Ж Суммарная длина кабелей, подходящих к коммутатору от соседних стан-
ций, не должна превышать предела для данного типа кабелей и портов с
учетом затухания, вносимого коммутатором (порядка 2,5 дБ).
Ж Количество обходных коммутаторой, соседствующих в кольце, ограничи-
вается затуханием, вносимым ими, и длиной кабедя. В худшем случае, ког-
да срабатывают все соседние коммутаторы, между «живыми» станциями
оказывается длинная цепочка кабелей и коммутаторов, затуханйе в кото-
рой не должно превышать допустимого предела. Применение коммутато-
ъ ров должно учитывать и динамический диапазон приемников всех стан-
ций, между которыми включаются коммутаторы (см. главу 4).
Разветвители (coupler) — устройства, обеспечивающие разветвление/объе-
динение оптических сигналов, — иногда применяются для передачи сигналов во
встречных направлениях по одному волокну.
Стандарт определяет 4 типа портов: '
'& порт А — прием с первичного кольца, передача во вторичное (только для
устройств двойного подключения);
Ж порт В — прием со вторичного кольца, передача в первичное (только для
устройств двойного подключения);
Ж порт М (master — ведущий) — прием и передача с одного кольца. Устанав-
ливается на концентраторах для подключения SAS или SAC;
Ж порт S (slave — ведомый) — прием и передача с одного кольца. Устанавли-
вается на станциях и концентраторах одинарного подключения. ।
320 Глава 8. FDDInCDDI
Для типового кольца справедливы следующие правила соединения портов:
И порт А соединяется только с портом В и наоборот;
 порт М соединяется только с портом S.
Более детально варианты соединения портов представлены в табл. 8.1. Здесь
буквой V (Valid) помечены допустимые соединения, среди которых имеются и
нежелательные (Undesirable), которые могут привести к неожиданным тополо-
гиям кольца. Абсолютно недопустимое соединение помечено буквой X. Во время
подключения станции одной из функций SMT является проверка правильности
подключения, и в Случае обнаружения несоответствия подключение станции не
выполняется. При особой политике соединения — дублированном подключении
(dual homing) — возможно соединение портов .А и В с Портами М, что в таблице
помечено буквой Р (connection Policy). Если к порту М подключены оба порта
(А и В), то активно соединение только порта В (пока он «жив»).
Таблица 8.1. Соединения портов FDDI
Порт-1	Порт-2			
	А	в	S	м
А	V, и	V	V, и	V, Р
В	V	V, и	V, и	V, Р
S	V, и '	V,'U	V, и	V
м	V, р	V, Р	V	X
Для технологии FDDI, учитывая многовариантность соединений приемников
и передатчиков, разработаны специальные оптические дуплексные коннекторы
FDDI MIC (Media Interface Connector). Вилки, устанавливаемые на кабелях,
имеют ключевые прорези, а розетки, устанавливаемые на портах, имеют высту-
пы (рис.. 8.6). Эта система ключей позволяет исключить ошибки коммутации
портов. Кроме дорогих коннекторов MIC часто применяют и обычные ST или
SC.
Рис. 8.6. Оптические коннекторы FDDI MIC: а для двойного подключения, б — для одинарного
Для витой пары (TP-PMD) определено только одинарное подключение (пор-
ты М и S). В качестве коннекторов используются модульные соединители RJ-45,
в которых задействованы только две пары контактов (табл. 8.2) с самым выгод-
ным расположением пар по Т568А/Т568В. Оба типа портов имеют одинаковую
8.2. Варианты физической топологии 321
раскладку, и для их соединения требуется перекрестный кабель (рис. 8.7), отли-
чающийся от перекрестного кабеля Ethernet. Фактический стандарт SDDI для
кабеля STP Туре 1 использует коннекторы DB-9, как и в IBM Token Ring
(см. рис. 7.3).
Таблица 8.2. Интерфейс TP-PMD (разъем RJ-45)
Контакт	Сигнал MDI
1	Тх+
2	Тх-
3	Не подключен
4	Не подключен о
5	Не подключен
6	Не подключен
7	Rx+
8	Rx-
•Рис. 8.7. Соединительный кабель TP-PMD
8.2.	Варианты физической
топологии
Логическое кольцо FDDI может’быть реализовано на различных физических то-
пологиях. Выбор элементов топологии — станций и концентраторов одинарного
или двойного подключения — делается исходя из географического расположе-
ния узлов и требований к надежности и живучести кольца. При любой конфигу-
рации возможны только соединения порт—порт, расщепление порта (подключе-
ние приемника к одной станции, а передатчика к другой) недопустимо (этого не
позволяет сделать алгоритм инициализации станций, описанный ниже). Рас-
смотрим несколько базовых вариантов, на которых строятся всевозможные кон-
кретные конфигурации. Напомним, что в одно кольцо могут входить не более
1000 станций — это ограничение обусловлено соглашением о максимальной за-
держке оборота кадра по кольцу.
Двойное кольцо без деревьев используется для соединения станций двойного
подключения (рис. 8.8). Если станции подключаются к кольцу непосредственно
(без обходного коммутатора), то отказ (отключение) одной станции или линии
приведет к свертыванию кольца, а отказ двух несмежных станций — к разбивке
кольца па два несвязанных свернутых кольца. Применение обходного коммута-
тора предотвращает свертывание кольца по вине станции, ио отказ линии, есте-
ственно, вызовет свертывание.
Свернутое кольцо (wrapped ring) образуется при отказе узла или линии связи
в двойном кольце (см. рис. 8.9). При этом каждая станция (кроме крайних) про-
ходится в получившемся кольце дважды, и дважды ее буферы вносят задержку
прохождения данных. Отсюда и ограничение на количество станций (500) для
двойного кольца: в случае сворачивания число портов в одном кольце удваивает-
ся, и оно не должно превышать 1000.
322
Глава 8. FDDInCDDI
Рис. 8.8. Двойное кольцо без деревьев
Рис. 8.8. Свертывание кольца !
Двойное кольцо с деревьями строится на основе концентраторов двойного под-
ключения (см. рис. 8.2 па стр. 317). Древовидные части образуются станциями
и концентраторами одинарного подключения. Здесь концентратор организует
обход отказавшего узла для группы станций одинарного подключения, а сам он
со стороны кольца может подстраховываться обходным коммутатором. Такая
структура обеспечивает высокую надежность сети. Главное (двойное) кольцо за-
щищено вышеописанным образом. Отказ концентратора отсекает все «растущие
из него» деревья и ветки, но основное кольцо живет, а если концентратор, под-
ключен через обходной коммутатор, то и не сворачивается. Глубина каскадиро-
8.3. Форматы кадров 323
вания концентраторов не ограничена (действует только ограничение на число
станций). Применение концентраторов упрощает планировку физических линий
и удешевляет станции (требуются только адаптеры SAS). Недостаток концент-
раторов в том, что они являются единой точкой отказа для всех подключенных к
ним станций.
Сеть, изображенная на рис. 8.2, является комбинацией этих базовых вариан-
тов. Двойное подключение станций выгодно при цх малом числе и/или большом
удалении друг от друга. Адаптеры двойного подключения существенно дороже
одинарных, поэтому при значительном числе компактно расположенных (или
удобно соединяемых с концентратором) станций применение концентратора
экономически целесообразно. При определении максимального числа станций
число узлов двойного подключения (станций и концентраторов) удваивается и
суммируется с числом узлов одинарного подключения. Сумма не должна превы-
шать 1000.
Одинарное дерево (single tree) строится на концентраторах и станциях оди-
нарного подключения. Здесь нет резервного кольца, страхующего от обрыва ли-
нии, ио отказ узла не влияет на остальную сеть благодаря концентратору. Такая
структура вполне подходит для организации компактной магистрали, когда не
приходится опасаться за физическую сохранность линий связи. Правда, при
этом теряется возможность одновременной передачи по двум кольцам, что ино-
гда используется станциями двойного подключения. Число узлов может дости-
гать 1000, поскольку свертки быть не может (при отказах могут быть только раз-
бивки сети на несвязанные мелкие сегменты).
Одинарное кольцо (single ring) возможно только при соединении двух стан-
ций SAS (соединение S-S). При подключении порта S к порту А или В станции
DAS образуется свернутое кольцо. В любом случае здесь обрыв любого кабеля
приводит к краху кольца. Подключения S-S, S-А и S-В могут потребовать спе-
циального конфигурирования оборудования.
Дублированное подключение (dual homing) — подключение станции к двум
концентраторам — применяют для особо ответственных узлов. Критические
узлы должны иметь адаптер двойного подключения, порты которого (А и В)
соединяются с М-портами разных концентраторов. SMT критического узла
рассматривает соединение В-М как основное, а А-М — как резервное, исполь-
зуемое только при отказе основного. В результате критический узел остается
в сети даже при отказе одного из концентраторов (не только линий и портов).
В принципе, станцию двойного подключения можно подключать и к двум пор-
там одного концентратора, но при этом резервируются только линии связи и
порты.
8.3.	Форматы кадров
В кольце FDDI могут передаваться посылки двух типов: маркер (token) и кадр
команды/данных (MAC frame/Data frame), их формат изображен на рис. 8.10.
Здесь длина элементов указывается в 5-битных символах (это результаты коди-
рования информации по схеме 4В/5В или специальные символы}, К и Т, отли-
324 Глава 8. FDDInCDDI
чающиеся от информационных символов), Каждому байту информации соответ-
ствует пара символов Длина кадра (с, поля SD по FS включительно) не может
превышать 9000 символов.
Pre	SD	FC	ED
S16	2 JK	2	2 'TT
а
Pre	SD	FC	DA	SA	T c Info	FCS	ED	FS
>16	2 JK	2	4 или 12	4 или 12	>0 nap	8	1 T	S3
б
Рис. 8.10. Формат посылок FDDI: а —п маркер, б кадр (длина полей в символах)
Маркер и кадры состоят из следующих элементов:
» Pre (Preamble) — преамбула, специальная последовательность символов,
по которой станция синхронизируется и подготавливается к обработке
кадра.
в SD (Starting Delimiter) — начальный разделитель, комбинация JK.
Ж ED (Ending Delimiter) — конечный разделитель, один или два символа Т.
ж FC (Frame Control) — байт управления кадром/признак маркера. Призна-
ком маркера является единица в старшем бите, единица в следующем
бите — признак ограниченного маркера, остальные биты в маркере не ис-
пользуются. В кадре байт определяет синхроиную/асинхронную передачу
(1 бит); 2- или 6-байтпый размер адресных полей (1 бит); тип: команду
или данные (2 бита) и код команды (4 бита).
' $ DA (Destination Address) — 2- или 6-байтный адрес назначения — уникаль-
ный, групповой или широковещательный.	.
» SA (Source Address) — адрес источника кадра, аналогичный DA.
й Info — поле данных длиной до 4478 байт. Содержит данные вышестоящего
ч уровня (LLC) или управляющую информацию.
» FCS (Frame Check Sequence) — 4-байтный CRC-код, вычисляемый передат-
чиком для полей с FC по Info. Приемник сравнивает его со своими расчета-
ми для принятия решения о достоверности приема.
Ж FS (Frame Status) — статус кадра (12 бит и более), по которому источник
узнает судьбу кадра: наличие ошибки при приеме, распознавание адреса
получателя и копирование кадра. Неизмененное поле статуса указывает на
отсутствие в кольце заданного адресата.
Кадры команд (МАС-кадры), генерируемые МАС-модулями для управления
станциями и кольцом, формально имеют ту же структуру, что и кадры данных,
но поле Info у них всегда нулевой длины. Код команды передается в поле FC, а
для передачи результатов используют поле FS,
8.4. Управление 325
По содержимому поля Info различают два типа кадров: FDDI 802.2 и FDDI
SNAP (рис. 8.11). По структуре они аналогичны одноименным кадрам Ethernet
(см. 6.2), за небольшими исключениями:
Кадры Ethernet имеют поле длины, которого нет в FDDI (оно, в общем-то,
и не нужно).
s В FDDI имеется два байта управления кадром, несущие его характеристи-
ки, и поле состояния кадра — в Ethernet для них аналогов нет.
Кадр FDDI 802.2
Pre	FC	DA	SA	DSAP	SSAP	Control	Data	FCS	ED	FS
£16	2	6	6	1	1	1	43-4478	4	1	£3
Кадр FDDI SNAP
Pre	FC	DA	SA	DSAP (AAh)	SSAP (AAh)	Control (03h)	Protoco lid	Data	FCS	ED	FS
£16	2	6	6	1	1	1	5	До 4478	4	1	£3
Рис. 8.11. Форматы кадров FDDI
8.4.	Уйравление
Управление всеми подсистемами станции FDDI (MAC, PHY и PMD) обеспечи-
вается модулем SMT (Station Management). Корректнрсть операций в кольце
обеспечивается взаимодействием SMT всех станций. Каждая станция может
иметь более одного модуля MAC, PMD и PHY, но SMT один на всех. Средства
SMT распределяют пропускную способность сети между всеми станциями, их
синхронными и асинхронными передачами. SMT также отвечает и за состояние
маркера. Мониторинг кольца осуществляется всеми станциями, и в случае обна-
ружения некорректности работы сети ими инициируются процессы восстановле-
ния. SMT выполняет несколько групп..функций.
SMT Frame Services — поддержка протоколов управления, основанных на пе-
редаче управляющих кадров, связывающих SMT станций между собой и высоко-
уровневой системой управления сетью.
Ж SMT Management Information Base (MIB) обеспечивает чтение/запись
управляющих переменных для SNMP MIB.
ж Протоколы управления (SMT Frame Based Management Protocols) обеспе-
чивают коммуникации между SMT станций для сбора статистики, обнару-
жения, изоляции отказов и восстановления сети. Протоколы используют
кадры, приведенные в табл. 8.3.
Connection Management — сопровождение включения, отключения, соедине-
ния физического уровня действиями на МАС-уровне. Содержит:
» ECM (Entity Coordination Management) — координатор, управляющий
включением (выключением) станции в кольцо (управление портом и об-
ходным коммутатором), отвечающий за всю самодиагностику станции.
326 Глава 8. FDDInCDDI
• PCM (Physical Connection Management) — управление физическим соеди-
нением, проверка целостности линии и допустимости топологического со-
единения, контроль уровня ошибок в активной линии,
» ССЕ (Connection Control Element) — управление подключением приемни-
ка и передатчика к первичному, вторичному или локальному кольцу.
Модули ЕСМ и РСМ едины для всей станции, модуль ССЕ у каждого порта
свой.
Ring Management — управление низкоуровневыми функциями МАС-уровня и
обнаружение отказов МАС-уровня:
м Инициирует процесс выбора значения TTRT,
я Обнаруживает дублирование МАС-адресов,
Я Сообщает о пропаже маркера,
я Определяет путь маркера относительно МАС (можно ли захватывать).
Таблица 8.3. Управляющие кадры FDDI
Кадр	Описание
Neighbor Information Frames (NIF)	Информация о соседе, передается каждые 2-30 с модулем МАС. Позволяет каждому модулю МАС знать адрес ближайшего передающего соседа. Используется и для проверки на дублирование адресов станций в кольце
Station Information Frames (SIF)	Базовая информация о состоянии станции (запрос и ответ)
Echo Frames (ECF)	Эхо-кадр для проверки связи между SMT станций (определяет работоспособность порта, МАС и SMT)
Request Denied Frames (RDF)	Уведомление о недопустимом кадре или Протоколе
Parameter Management Frames (PMF)	Удаленный доступу станции, используя функции чтения/ записи SMT MIB
Status Reporting Frames (SRF)	Уведомление управляющему ПО о событиях .и условиях, возникающих в станции (протокол Status Report Protocol)
Extended Service Frame (ESF)	Кадр, определяемый пользователем
Resource Allocation Frame (RAF)	Кадр, используемый для выделения полосы пропускания
8.4.1.	Инициализация станции
Инициализация станции производится при ее включении в кольцо. Инициали-
зацией занимаются модули РСМ соседних станций. Конфигурация информаци-
онных потоков станций двойного подключения на время инициализации приве-
дена на рис. 8.12. В это время между каждой парой станций устанавливаются
мини-кольца (необходимость этих мини-колец не позволяет использовать оди-
нарное кольцо без концентраторов).
8.4. Управление 327
Рис. 8.12. Конфигурация на время инициализации станции
Как только физический протокол обнаруживает активность связей (по обоим
направлениям линии, соединяющей пару станций), выполняется серия тестов и
переходов из одного состояния в другое:
® Break State. Станция А, находящаяся в этом состоянии, посылает символы
Quiet станции В. Получив их, станция В прекращает текущие передачи, пе-
реходит в это же состояние. Она разрывает свои текущие соединения и пе-
реходит в состояние Quiet Line.
ж Quiet Line State — обе станции посылают друг другу символы Quiet, что
означает их готовность к продолжению процедуры инициализации. Если
станция В не перешла в это состояние, то станция А снова переходит в
Break State.
ж Connect State — обе станции посылают друг другу поток символов Halt,
синхронизирующих станции.
® Halt State — в это состояние обе станции переходят после установки син-
хронизации и дальше переходят в Next State.
ж Next State/Signal State — в этом состоянии станции обмениваются инфор-
мацией о типе портов (А, В, S или М) и их совместимости.
 Idle Line State — состояние, используемое для переходов между Next State
и Signal State. Когда станция готова к приему информации, она посылает
своему соседу последовательность символов Idle. Если станция А первой
перешла в Next State, она будет посылать символы Idle станции В. Станция
В перейдет в Signal State. Этот особый обмен информацией завершится ис-
пользованием символов Halt и Master, с помощью которых станция кодиру-
ет тип своего порта.
ж Link Confidence Test — тест на «доверие» физическому соединению. Этот
тест выполняется как без привлечения МАС (на уровне посылки симво-
лов), так и с его использованием. В последнем случае проверяется пере-
сылка маркера и кадров, а также средства восстановления МАС-уровня.
Успешное прохождение тестов переводит станцию в состояние Join State.
Ж Join State обеспечивает совместный перевод станций в активное состояние
(Active State) через цепочку промежуточных состояний.
Когда станции переходят в активное состояние, конфигурация внутренних
связей изменяется и принимает вид, изображенный на рис. 8.8 на стр. 322. Далее
начинается инициализация кольца.
328
Глава 8. FDDI и CDDI
8.4.2.	Инициализация кольца
Во время инициализации кольца определяется станция, передающая первый
маркер, и время обращения маркера OTRT (Operational Token Rotation Time).
Каждая станция имеет определенные требования к частоте получения мар-
кера доступа, которые фиксируются предустановленным значением ее ^таймера
TRT (Token Rotation Timer). По всему кольцу выбирается станция с минималь-
ным значением TRT, которое объявляется целевым TTRT (Target Token Rotation
Time). Станция с минимальным TRT выигрывает право на передачу первого
маркера.
Розыгрыш этого права начинается с того, что каждая станция генерирует
кадр Claim Frame, содержащий ее адрес и значение TRT. Каждая станция сравнива-
ет свое значение TRT с указанным в приходящем кадре. Если ее TRT меньше, то
вместо принятого кадра станция посылает свой, в противном случае кадр транс-
лируется дальше. В итоге в кольце останется только кадр с минимальным TRT,
значение которого станет операционным временем оборота T_OPR.
Станция, выигравшая это состязание (получившая кадр с собственным адре-
сом), посылает кадр с предложением значения T_OPR. До получения этого кадра
использование кольца ограничено. Получив кадр с T_OPR, станции устанавлива-
ют это значение в свои TRT (единое значение для кольца). По завершении этого
процесса победившая станция выпускает неограниченный маркер (nonrestricted
token).
Во время следующего оборота маркера станции суммируют свои потребности
в полосе пропускания для синхронного трафика. Суммарная полоса делится
между всеми станциями, а остаток Отдается для асинхронных передач.
/
8.4.3.	Реконфигурирование кольца
Все станции следят за активностью сигналов на своих портах. Если станция об-
наружила отсутствие входного сигнала (разрыв кольца), то она инициирует про-
цесс самовосстановления посылкой МАС-кадров-бакенов (beaconing) в адрес
своего передающего соседа (он ей известен). Станция На другом конце обрыва,
получив бакен на свой адрес, отключается от кольца и выполняет самотестиро-
вание. Если самотестирование прошло успешно, она включается в кольцо. Если
станция, посылающая бакены, так и не получает этот кадр по кольцу, она отклю-
чается от кодьца и выполняет самотестирование. Если самотестирование про-
шло успешно, она включается в колыф и переконфигурируется так, чтобы обес-
печить замкнутый контур, используя резервное кольцо. То же делает станция и
на другом конце обрыва, в результате чего кольцо сворачивается. Если крайним
станциям удастся установить прямую связь друг с другом, то они восстановят
первоначальную конфигурацию.
Если в кольце происходит более одного отказа (на несмежных участках), то
оно разобьется на два и более несвязанных свернутых колец. Когда же отказав-
шие элементы будут восстановлены, возникнут условия для их обратного воссо-
единения.
8.5. Синхронная и асинхронная передача данных 329
8.5.	Синхронная и асинхронная
передача данных
Передача кадров данных происходит следующим образом:
1.	Узел А, желающий послать кадр узлу В, дожидается прихода маркера, за-
хватывает его и посылает в кольцо свой кадр. Вслед за кадром выпускает-
ся маркер.
2.	Узел В копирует адресованный ему кадр в свой буфер, делает отметку в
t поле статуса и отправляет кадр дальше по кольцу к передатчику. Если
узел не является приемником кадра, он транслирует кадр без изменения.
3.	Далее узел В получает маркер, выпущенный узлом А сразу после кадра.
Если узел В имеет информацию для передачи, он захватывает маркер и
посылает в кольцо свой кадр, а следом и маркер. Теперь в кольце присут-
ствуют два кадра, но только один маркер.
4.	Узел, получивший по кольцу переданный им же кадр, анализирует его ста-
тус, а кадр дальше не транслирует (уничтожает).
Каждая станция гарантированно увидит маркер не реже, чем через время
2xT_0PR (это худший случай, когда станция оказалась на краю свернутого коль-
ца). Время, в течение которого опа имеет право передавать кадры, удерживая
маркер, указывается ей средствами SMT. Протокол предполагает дисциплиниро-
ванность всех станций кольца.
Трафик, передаваемый каждой станцией, подразделяется на синхронный и
асинхронный (деление условно и осуществляется приложениями, обращающи-
мися к сети). Синхронный трафик имеет приоритет над асинхронным. Много-
уровневой приоритизации и резервирования, как в Token Ring, в FDDI нет, зато
имеются механизмы адаптивного планирования загрузки.
Каждая станция имеет таймер обращения маркера TRT (Token-Rotation Ti-
mer), используемый при планировании загрузки кольца. Этот таймер каждый
раз по приходе маркера устанавливает^! в значение T_OPR, после чего начинает
декрементироваться. Значение TRT на момент прихода маркера заносится в тай-
мер ТНТ (Token Holding Timer), используемый для ограничения времени асинх-
ронной передачи. Если маркер обернулся раньше расчетного времени T_OPR —
ранний маркер (early token), то станция может начать асинхронную передачу.
Если маркер пришел не рано, то станция может передавать только порцию син-
хронного трафика в течение выделенного ей времени.
Если маркер пришел рано, то станция при желании может быстро передать
пачку асинхронных кадров, используя всю нераспределенную (под синхронный
трафик) полосу кольца. Для этого используется ограниченный маркер (restricted
token) и устанавливается режим расширенного диалога (extended dialogue). По-
слав первую порцию асинхронных кадров, станция выпускает ограниченный
маркер, который для асинхронного трафика может захватить только эта же стан-
ция и станция, являющаяся адресатом назначения переданных кадров. В резуль-
тате до окончания диалога вся полоса, остающаяся от синхронного трафика, де-
лится между этими двумя станциями для передачи их асинхронного трафика.
По завершении расширенного диалога (по окончании данных) стапция-ииициа-
330
Глава 8. FDDInCDDI
тор выпускает обычный неограниченный маркер (non-reStricted token). За дли-
тельностью диалога следит SMT, и если он затягивается дольше предопределен-
ного времени, то его принудительно прерывает станция, заметившая это наруше-
ние (она преобразует маркер в неограниченный).
Для того чтобы время обращения маркера выдерживалось, суммарное время
передач всех станций за один оборот маркера и суммарная задержка по кольцу
должны быть ограничены. Суммарное время передач связывается с T_OPR следу-
ющим соотношением:	'
Total_Transmission_Time = T_OPR - Maximum_Ring_Latency.
Здесь Maximum Ring Latency — сумма задержек, вносимых станциями и*ка-
бельными сегментами. Для максимальной конфигурации (1000 станций и 200 км)
это время не должно превышать 1,617 мс.
Суммарное время передач распределяется между станциями в соответствии с
их потребностями, каждой станции достается полоса, определяемая как
(Тransmission_Time/T_OPR) х 100 Мбит/с.
Правда, здесь не учитываются накладные расходы на обрамление кадра, а
также расходы на заголовки LLC и более высоких уровней.
8.6.	Особенности FDDI-II
(изохронные передачи)
Изначальная спецификация FDDI обеспечивает асинхронные коммуникации с
коммутацией пакетов. Существующий синхронный класс трафика FDDI не га-
рантирует поддержания длительного равномерного потока данных, необходимо-
го для голосовой и видеопередачи. Для мультимедийных приложений* реального
времени возможность' передачи постоянного потока введена в FDDI-II, офици-
альное название которого HRC FDDI (Hybrid Ring Control — управление гибрид-
ным кольцом). Гибридпость подразумевает одновременное обслуживание асин-
хронных передач с коммутацией пакетов и изохронных передач с коммутацией
каналов.
В МАС-уровне FDDI-II введены два новых элемента HMUX и IMAC. Гиб-
ридный мультиплексор HMUX (Hybrid MUltipleXer) имеет два интерфейса
МАС-подуровня, один из которых (обычный) передает и принимает пакеты
LLC-подуровня, другой — изохронный, IMAC — общается с одним или несколь-
кими мультиплексорами-коммутаторами каналов CS-MUX (Circuit-Switched
Multiplexer), Цо умолчанию сеть работает в базовом режиме, поддерживая толь-
ко коммутацию пакетов. Гибридный режим включается при необходимости, он
возможен, если все станции кольца поддерживают FDDI-II.
В гибридном режиме передача структурируется в виде циклов — кадров, не-
прерывно повторяющихся в течение сеанса с частотой 8000 раз в секунду. Цик-
лы генерируются одной станцией, являющейся ведущей (cycle master), а осталь-
ные станции могут вкладывать данные в отводимые им поля (и извлекать их
8.7. Оборудование FDDI (адаптеры, концентраторы, мосты) 331
оттуда). Каждый цикл длительностью 125 мкс содержит 12 500 бит и имеет сле-
дующие поля:
® преамбула (5 тетрад)' для синхронизации;
Ж заголовок цикла (12 байт), несущий информацию о содержимом цикла;
Я DPG (Dedicated Packet Group, 12 байт) — выделенная группа для под-
держки пакетной передачи;
И 16 широкополосных каналов WBC (WideBand Channel), по 96 байт на
каждый из каналов.
Каждый канал WBC имеет пропускную способность 6,144 Мбит/с (96x8x8000).
Канал может 'йспользоваться одним потребителем целиком, а может и делиться
на подканалы (до 96 шт) с полосой, кратной 64 Кбит/с, в зависимости от запра-
шиваемой скорости. В итоге гибридное кольцо представляет собой комбиниро-
ванный коммутатор, способный организовать до 1536 скоммутированных вирту-
альных каналов (цепей) различной пропускной способности и оставлять полосу
768 Кбит/с (12x8x8000) для передачи асинхронных пакетов.
8.7.	Оборудование FDDI
(адаптеры, концентраторы, мосты)
Адаптеры FDDI служат для подключения станций к кольцу (непосредственно
или через концентратор). По конструкции они напоминают сетевые адаптеры
иных технологий, но их цена может превышать цену компьютера. Адаптеры
предъявляют высокие требования к производительности шины и процессора.
Для IBM PC-совместимых компьютеров существуют адаптеры для шин EISA и
PCI, а также MCA и даже VLB. Адаптеры с оптическими трансиверами класса В
имеют один порт (S), адаптеры класса А — два порта (А и В). Адаптеры с одно-
модовыми трансиверами существенно дороже многомодовых, а класса А дороже
класса В. Адаптеры FDDI с электрическим интерфейсом (TPDDI, CDDI) с
разъемами RJ-45 выпускаются только класса В.
Концентраторы различаются по способу подключения к основному кольцу
(DAC, SAC или без подключения) и числу выходных (М) портов. Концентрато-
ры FDDI, как правило, имеют модульную конструкцию. Модули могут иметь
фиксированный набор портов или сменные интерфейсные модули для ММ- или
SM-волокна (коннекторы MIC или SC), UTP (RJ-45) или STP (DB-9).
Для подключения PC, не требующих полной пропускной способности FDDI,
чаще применяются концентраторы, имеющие встроенные мосты для перехода на
широкодоступные сетевые архитектуры (Ethernet, Token Ring).
Мосты FDt)I (FDDI bridge) служат для связи сегментов (колец FDDI) между
собой или с сегментами сетей с близкими технологиями (Ethernet и Token Ring).
Мосты не объединяют кольца в единое большое, они только обеспечивают пере-
дачу кадров данных между сегментами. Мосты к технологиям Ethernet и Token
Ring могут быть двух типов: транслирующие и инкапсулирующие. Транслирую-
щий муст (translation bridge) преобразует пакет МАС-уровня не-FDDI в кадр
332 Глава 8. FBDIhCBM
FDDI, что позволяет устаиа^ивать-связь, напримеррмежду узлом Ethernet и
FDDI. Инкапсулирующие мости (encapsulation bridge) работают парами: переда-
ющий мост пакет МАС-уровня, полученный из «чужой», технологии, передает
как данные по протоколу FDt)I Иринийаюагему мосту/ТТринимаЮщйй мост изв-
лекает из кадра MAQ-пакет и передает его в виде кадра «чужой» технологии, но
уже в другой сегмент. Инкапсулирующие мосты позволяют станциям иных тех-
нологий использовать сеть FDDI тодько в качестве мащстрали, не предоставляя
возможности Установить связь с узлами этой сети.
Технологии
lOOVG-AnyLAN,
ARCnet и другие
локальные
технологии
В этой главе приводятся краткие сведения по технологиям локальных сетей, не
получивших широкого распространения или уже отживших свой век. Кроме тех-
нологий локальных сетей, описанных в трех предыдущих ви этой главе, есть и
другие, которые выходят за круг тем данной книги. Среди них отметим пару спе-
цифических, но распространенных и развиваемых технологий:
U Token Bus — сетевая архитектура, определенная спецификацией IEEE
802.4. Среда передачи — коаксиальный кабель (75 Ом) или оптоволокно,
скорость передачи 1-20 Мбит/с в зависимости от среды и способа переда-
чи. Для коаксиального кабеля возможны два варианта одноканальных се-
тей: дешевый вариант на 1 Мбит/с и более дорогой на 5 или 10 Мбит/с —
и многоканальный широкополосный вариант, при котором по одному фи-
зическому кабелю одновременно могут передаваться несколько каналов со
скоростью 1, 5 или 10 Мбит/с. Физическая топология для коаксиального
кабеля — шина или дерево. Для оптоволоконного варианта топология
звездообразная, с активным повторителем или пассивным разветвителем в
центре, скорости 5,10 или 20 Мбит/с. Метод доступа детерминированный
(token passing), основанный па передаче маркера доступа по порядку адресов
узлов, Поддерживается система приоритетов, регулирующая допустимое
334 Глава 9. Технологии lOOVG-AnyLAN, ARCnet и другие локальные технологии
время удержания маркера в зависимости от уровня приоритета. Формат
кадра напоминает Token Ring, адресация узлов двух- или шестнбайтпая,
длина поля данных до 8000 байт, Token Bus широко используется в про-
мышленности, на ней базируются различные типы протоколов промыш-
ленной автоматики (МАР — Manufacturing Automation Protocol).
Ж Fibre (Fiber) Channel, или FCAL (Fibre Channel Arbitrated Loop — кольцо
волоконного канала с арбитражем), занимает промежуточное положение
между интерфейсами периферийных устройств (SCSI-3) и технологиями
локальных сетей. Скорость передачи пользовательских данных — 25, 50
или 100 Мбайт/с (и это не предел). Для двухточечного соединения воз-
можен полнодуплексный режим (200 Мбайт/с). В кольцо может объеди-
няться до 126 узлов, длина кольца может достигать 10 км, По организа-
ции кольцо напоминает FDDI — все узлы собираются в замкнутую
цепочку и транслируют приходящие кадры дальше по кольцу. Синхро-
низация передатчика каждого узла автономна, а для компенсации рас-
хождения частот синхронизации используются межкадровые слова-за-
полнители, часть из которых может периодически отбрасываться или
вводиться дополнительно при трансляции, Для обеспечения надежной
передачи применяется кодирование 8В/10В, для скорости 100 Мбайт/с с
учетом накладных расходов на обрамление кадров требуется битовая ско-
рость в линии 1,0625 Гбит/с. Архитектурная модель FCAL состоит из
пяти уровней FC-О...FC-4, нижний (FC-О) определяет среду передачи
(оптоволокно или твинакспальный кабель) и физический интерфейс.
Верхний уровень (FC-4) определяет протоколы отображения, относящи-
еся как к интерфейсам периферийных устройств (SCSI и некоторые дру-
гие), так и к сетям (802.2 и IP). Информация по кольцу передается кад-
рами размером 36-2148 байт. Обмен данными между устройствами
возможен как с установлением соединений, так и без них. Одновременно
может быть открыто множество соединений, причем они могут относить-
, ся к разным протоколам (например, SCSI и IP). Аппаратура Fibre Chan-
nel включает интерфейсные адаптеры, концентраторы, коммутаторы и
маршрутизаторы. Интерфейсные адаптеры представляют собой карты
' для компьютеров (для высокопроизводительных шин, например, PCI). С
интерфейсом FCAL выпускаются устройства хранения данных (диско-
вые и ленточные накопители, массивы накопителей). Концентраторы
для FCAL, в принципе, необязательны, но они позволяют организовать
кольцо на звездообразной топологии и обеспечивать обход отказавших
(отключенных) узлов — без них кольцо становится уязвимым при отказе
линий или устройства. Коммутаторы (как, например, в технологии Et-
hernet) позволяют для группы подключенных устройств организовывать
соединения «каждый с каждым», что эффективно, например, в случае
разделяемого, использования несколькими серверами нескольких устройств
хранения. Маршрутизаторы или мосты позволяют соединять FCAL c
другими средами передачи информации (например, с классическим ин-
терфейсом SCSI или со средами локальных сетей). В настоящее время
FCAL применяется для подключения устройств внешней памяти к серве-
рам, когда требуется высокая производительность и значительное удале-
9.1. lOOVG-AnyLAN 335
ние устройств, друг от друга. В принципе, FCAL позволяет орган изовы-
 •• рать разделяемое использование ресурсов, обеспечивая и резервирование
. линий связи, но здесь пока имеются сложности на уровне операционных
систем.
В нашей стране есть еще сети IOLA отечественой разработки. В этих сетях
применяется коаксиальный кабель 75 Ом (допускается 50-93 Ом), топологиче-
ские правила и ограничения практически совпадают с ARCnet. Скорости переда-
чи 2, 10 или 25 Мбит/с, Количество узлов в сети до 254, диаметр сети более
20 км при 2 Мбит/с и до 4 км при 20 Мбит/с. Выпускаются адаптеры для шины
ISA, пассивные и активные разветвители (повторители), разработаны карты
PCI. Рекламируется высокое допустимое напряжение гальванической развязки
и устойчивость к проблемам питания и заземления. Поставляются драйверы для
популярных ОС, совместимость с сетями общепринятых технологий — только
через программный мост.
9.1. lOOVG-AnyLAN
100VG-AnyLAN — технология со скоростью передачи 100 Мбит/с по 4-парному
кабелю категории 3. VG означает Voice-Grade ТР — витая пара для голосовой те-
лефонии, окончание «Any LAN» означает возможность работы с «любыми ЛВС»
(Ethernet и Token Ring). Разработана фирмами Hewlett-Packard и AT&T Micro-
electronics как развитие Ethernet, описывается стандартом IEEE 802.12. Физиче-
ская и логическая топология — дерево, построенное на хабах. Метод доступа —
Demand Priority (приоритет запросов), управление доступом к среде передачи
реализуется аппаратурой хабов централизованно. Этим 100VG принципиально
отличается от других технологий, в которых функции управления доступом рас-
пределены по узлам сети.
ИспоДьзовать кабель с гарантированной полосой частот 16 МГц позволяет
одновременная передача сигналов в одцу, сторону по всем четырем парам (quar-
tet signaling), в результате чего каждая пара пропускает всего 25 Мбит/с. Однако
при этом полный дуплекс невозможен. Информация логически кодируется по
схеме 5В/6В, после чего физически — по NRZ («1» — высокий уровень, «0» —
низкий). Битовая скорость в каждой паре проводов — 30 Мбит/с.
Центральным элементом в управлении доступом является хаб. Каждый хаб
имеет один порт для каскадирования (uplink или cascade port) и несколько регу-
лярных (обычных) портов, к которым подключаются конечные узлы или проме-
жуточные хабы (каскадными портами). Без хабов построение сети невозможно
даже для соединения двух узлов. Сеть может содержать множество хабов, по-
строенных в строго древовидную структуру (рис. 9.1). В сети имеется один кор-
невой хаб (root hub), он может быть и единственным. Под,ним могут находиться
промежуточные хабы (к которым подключаются хабы следующих уровней) и ха-
бы-«листья», к которым подключаются только конечные узлы. Допускается
иерархическое каскадирование до пяти уровней хабов.
Топологические ограничения просты: длина любой линии (между хабом и уз-
лом или между двумя хабами) не более 100 м (для кабеля категории 5 — 200 м),
336 Глава 9. Технологии lOOVG-AnyLAN, ARCnet и другие локальные технологии
количество уровней хабов — не более пяти. Максимальное расстояние между уз-
лами (диаметр сети) может достигать 2000 м (применение оптоволоконных со-
единений не дает возможности преодолевать этот барьер, поскольку ограничена
максимальная задержка прохождения сигнала). Максимальное количество узлов
сети — до 1024 (рекомендуемое — до 250). Применяемый кабель — 4-парный, ка-
тегории 3 или выше, коннекторы RJ-45 с раскладкой Т568А или Т568В, все кабе-
ли — «прямые» (см. рис. 6.10, а).
Рис. 9.1. Конфигурация сети lOOVG-AnyLAN
Хаб осуществляет циклический опрос состояния узлов, подключенных к его
портам, и управляет их передачей. Для этого используются тональные сигналы,
передаваемые по парам 1 и 4 от узла к хабу и по парам 2 и 3 от хаба к узлу. То-
нальные сигналы образуются посылкой последовательностей по 16 «1» и 16 «0»
(тон-1, частота около 0,94 МГц) или по 8 «1» и 8 «0» (тон-2, частота около
1,88 МГц). Комбинации тонов, передаваемых по парам 1-4 и 2-3, позволяют ко-
дировать по 4 типа сообщений (табл?9.1).
Таблица 9.1. Тональные сообщения lOOVG-AnyLAN
Комбинация	Значение при приеме узлом (пары 2-3)	Значение при приеме хабом (пары 1-4)
1-1	Покой (Idle)	Покой (Idle)
1-2	Ожидается приход кадра (Incoming)	Запрос с нормальным приоритетом
2-1	Разрешение па передачу (Grant)	Запрос с высоким приоритетом
2-2	Запрос' «тренировки»	Запрос «тренировки»
Для того чтобы стать членом сети, узел должен выполнить процедуру под-
ключения к хабу, во время которой узел сообщает свой тип (конечный узел или
хаб) и некоторые дополнительные параметры. Конечный узел сообщает свой
МАС-адрес, а подключаемый хаб — МАС-адреса нижележащих узлов. Процедура
выполняется с помощью последовательности «тренировочных» кадров (training
frame) специального формата. В нем кроме обычных ролей (синхронизирующие
9.1. lOOVG-AnyLAN 337
элементы, 48-битные адреса получателя и источника, поле данных, контрольная
последовательность) имеются два 15-битных поля для обмена конфигурацион-
ной информацией между нижестоящими (узлами или хабами) и вышестоящими
(хабами) элементами иерархии. Поле данных может иметь длину 594-675 байт.
«Тренировка» позволяет проверить качество линии связи (если не проходят без
ошибок подряд 24 кадра, хаб не включит порт в работу), а также сформировать
список МАС-адресов абонентов, который хранится в памяти хаба.
«Тренировку» инициирует узел (или хаб на порте каскадирования), подклю-
чаемый к порту хаба, в момент своего включения. Ее может инициировать и хаб
для обычного порта (по включении или по обнаружении некоторых ошибок).
Подключаемый элемент заказывает желаемую конфигурацию в поле Requested
Configuration «тренировочного» кадра. Здесь указывается:
Ж Тип подключаемого элемента (конечный узел или хаб).
ж Запрос «неразборчивого» (promiscuous) режима, при котором в данный
порт транслируется весь трафик, проходящий через хаб, к которому про-
изводится подключение. Такой режим требуется для портов, к которым
подключаются анализаторы протоколов. В обычные порты транслируются
только те кадры, которые адресованы подключаемому узлу (или узлам че-
рез хабы).
* Тип кадра: 802.3, 802.5 или любой изгних,.	(
На этот запрос хаб отвечает кадром, у которого в поле Allowed Configuration
указывается допустимая конфигурация. В ней кроме вышеприведенных пара-
метров (тип кадра указывается конкретный) есть три бита результата:
Ж бит отказа в доступе (если он нулевой, то доступ разрешен только при сов-
местимости конфигурации);
Ж бит совместимости конфигурации (режим порта, тип кадра);
S бит дублирования адреса — признак неуникальности МАС-адреса под-
ключаемого узла (дублирование адресов недопустимо).
Порт включается в сеть только после успешной «тренировки» и согласования
режимов. Администратор может обеспечивать информационную безопасность,
разрешая подключение повторителей или анализаторов Протокола только на
определенных портах.
В исходном состоянии все активные узлы генерируют сигнал покоя (idle), ко-
торым сигнализируют о своей готовности к работе. Узел, желающий передать
данные, сигнализирует об этом тональным сигналом запроса, посылаемым в ли-
нию. Запрос может иметь один из двух уровней приоритета — нормальный или
высокий. Хаб определяет, запросу от какого порта отдается предпочтение в дан-
ный момент, и посылает в этот порт разрешение на передачу кадра (сигнал
Grant), а во все остальные порты — сигнал предупреждения о приходе кадра. По
сигналу предупреждения узлы должны переключаться в режим приема кадра
(перестать передавать сигналы состояния). По получении разрешения порта ис-
точник передает кадр в хаб, где его начало буферизуется, а после приема МАС-
адреса получателя хаб транслирует этот кадр только в порт(ы) получателя.
По окончании передачи кадра хаб посылает сигнал Idle, и узлы снова начинают
338 Глава 9. Технологии lOOVG-AnyLAN, ARCnet и другие локальные технологии
передавать информацию о своем состоянии. Интересный момент возникает при
передаче многоадресных (широковещательных) кадров.; В принципе, хаб может
их транслировать сразу во все требуемые порты. Однако у некоторых хабов име-
ется специальная опция настройки для работы с многопарными кабелями (bund-
led cable), при включении которой кадр транслируется во все порты поочередно
(для этого он полностью сохраняется в буфере хаба). Делается это для того, что-
бы «дружной» передачей по всем линиям многопарного (например, 25-парного)
кабеля не создать слишком высокий уровень помех на соседние линии. Понятно,
что при этом производительность падает, и включать эту опцию нужно только
при реальном использовании многопарных кабелей значительной длины.
Каждый хаб имеет таблицу МАС-адресов узлов, подключенных к его обыч-
ным портам (непосредственно или через нижележащие хабы). Используя эту
таблицу, кадр с уникальным адресом- назначения, который есть в его таблице,
транслируется хабом только на указанный порт (и портй, к которым санкциони-
рованно подключены анализаторы). Кадр с неизвестным адресом транслируется
в каскадный (uplink) порт. Этим обеспечивается защита от перехвата кадров
(преодолевается общий недостаток сетей с разделяемой средой передачи). Вмес-
те с тем разделяемость среды передачи (в смысле полосы пропускания) сохраня-
ется: на время передачи кадра хаб занят и не может обслужить еще один запрос
передачи (как это происходит в коммутаторах Ethernet). В случае соединения
нескольких хабов при любой передаче занятыми являются все хабы.
Опрос состояния портов выполняется хабами циклически по кругу (round
robin), главный круг задается корневым хабом. При каскадном соединении, ко-
гда опрос доходит до порта, к которому подключен нижележащий хаб, в общий
круг включается опрос его портов. Запросы станций, изображенных на рис. 9.1,
будут обслуживаться по очереди слева направо, точка йодключения станции не
влияет на частоту ее опроса. Узлы, выставившие запросы, будут получать право
на передачу по порядку, опроса портов, правда, с учетом приоритета. Каждый хаб
поддерживает два циклических указателя на последний обслуженный порт —
для высокого и нормального приоритетов запросов. Если есть необслуженные
запросы с высоким приоритетом, будут обслуживаться только они. Но в отличие
от Token Ring, где при повышении приоритета кольца низкоприоритетные за-
просы не обслуживаются до понижения приоритета кольца, в 100VG приорити-
зация мягче. Здесь запросу с нормальным приоритетом в случае его длительного
ожидания (например, 200-300 мс, устанавливается при конфигурировании)
приоритет поднимется до высокого. Таким образом, даже узлы с низким приори-
тетом доступ к среде получать будут, хоть и редко. Приоритет запроса устанав-
ливается приложением (на каждый кадр), но возможность высокого приоритета
может блокироваться на хабе административно. Оди'н запрос (и одно разреше-
ние от хаба) дает право на передачу одного кадра. Опрос состояния портов не
требует времени на передачу маркера, как в сетях с детерминированным досту-
пом и кольцевой (Token Ring и FDDI) или шинной (ARCnet) логической топо-
логией, что является достоинством метода Demand Priority.
Совместимость с Ethernet и Token Ring требует пояснений. Адаптеры и хабы
lOOVG-AnyLAN могут использовать для передачи данных один из двух типов
кадров: 802.3 (Ethernet) или 802.5 (Token Ring) с существенно различной струк-
турой и допустимой длиной поля данных (см. главы 6 и 7). Тип кадра для всей
/	9.2, ARCnet и TCNS	339
сети выбирается единым, доступным всем устройствам (могут попадаться хабы
и адаптеры, не поддерживающие формат 802.5). На уровне физических интер-
фейсов прямой совместимости 100VG с Ethernet и Token Ring нет. 'К хабам
100VG-AnylLAN можно подключать только одноименные адаптеры. Адаптеры
lOOVG-AnyLAN могут иметь два внешних разъема — один для 100VG, другой —
для Ethernet lOBaseT. Определение используемого порта может быть автомати-
ческим (но подключать адаптер обоими разъемами к двум сетям сразу нельзя).
Поддержка lOBaseT делалась для обеспечения плавности перехода от 10 Мбит/с
к 100 (но VG-AnyLAN!) — сначала можно устанавливать только адаптеры, а по-
том заменить хаб Ethernet на lOOVG-AnyLAN. Про поддержку физического ин-
терфейса Token Ring упоминаний найти не удалось. Поддержка двух типов кад-
ров теоретически позволяет строить простые мосты от lOOVG-AnyLAN к одной
из двух «основополагающих» технологий, но выбор таких изделий небогат. Сто-
ит также отметить, что 802.3 не считается самым «симпатичным» форматом кад-
ров Ethernet для современных протоколов.
В планах комитета 802.12 предусматривалось развитие технологии: использо-
вание двух парв кабеле категории 5, оптоволоконные линии, поддержка полного
дуплекса, повышение скорости до 400 и 1000 Мбит/с. Однако практической под-
держки эти идеи не получили.
Централизованное управление доступом в технологии lOOVG-AnyLAN ис-
ключает коллизии и затраты времени на передачу маркера, что позволяет доста-
точно эффективно использовать пропускную способность линий связи. Возмож-
ность приоритизации позволяет использовать эти технологии для критичных ко
времени приложений (мультимедийных, видеоконференций и др.), когда требу-
ется предопределенное время отклика. Распространение кадров только к адресо-
ванным узлам обеспечивает защиту от несанкционированного просмотра на
уровне доступа к среде передачи. Возможность использования большого числа
хабов и большая допустимая длина соединений (до 200 м на UTP категории 5)
позволяют строить сети гораздо большего размера, чем Fast Ethernet. Несмотря
на эти достоинства, данная технология не была поддержана большим числом
производителей, в результате чего оборудование оказалось мало распространен-
ным и дорогостоящим. Рекламируемая возможность использования кабельной
проводки категории 3 для обмена со скоростью 100 Мбит/с, по крайней мере в
нашей стране, це кажется особенно привлекательной — когда дошла «мода» на
витую пару, кабельное хозяйство категории 5 уже было вполне доступным, и
только очень недальновидные заказчики настаивали на установке сетей катего-
рии 3. Правда, реклама 100VG некоторых сбила 'с толку, и теперь для расшире-
ния сети им приходится выбирать между приобретением дорогого оборудования
(у Hewlett-Packard) и заменой кабельной системы (и всего оборудования
100VG).
9.2. ARCnet и TCNS
ARCnet (Attached Resource Computer Network — компьютерная сеть соединен-
ных ресурсов) — архитектура сетей с разделяемой средой и широковещательной
передачей, популярная в 80-е и начале 90-х годов. Метод доступа маркерный (to-
340 Глава 9. Технологии lOOVG-AnyLAN, ARCnet и другие локальные технологии
ken passing), логическая топология — шина. Физическая топология — шина,
звезда или смешанная, петлевые соединения недопустимы. Скорость передачи
данных в канале — 2,5 Мбит/с. Среда передачи — коаксиальный кабель с импе-
дансом 93 Ом (допустимо применение кабеля с импедансом 50-110 Ом), витая
пара (UTP или STP). Наибольшее распространение получила коаксиальная вер-
сия, кабель RG-62, коннекторы BNC (см. рис. 3.13 на стр. 79). Максимальное
число узлов в сети — 255. Топологические ограничения определяются допусти-
мым затуханием сигнала между парой узлов (не более 11 дБ на частоте 5 МГц) и
задержкой распространения сигнала (до 31 мкс между любой парой узлов). Из
этих ограничений вытекает:
Ж максимальная длина коаксиального кабеля между узлами — 450-610 м;
Л максимальная длина кабеля UTP или STP Туре 3 между узлами — 100 м;
« максимальная длина кабеля STP Туре 1 между узлами — 200 м;
Я суммарная длина кабелей — 6000 м;
В максймальное число сегментов, связанных повторителями в цепочку, — 3.
Для построения сети необходимы сетевые адаптеры, кабельное хозяйство (см.
3.2.2) и — в случае звездообразной топологии — пассивные или активные хабы
(повторители).
Сетевые адаптеры от привычных адаптеров Ethernet отличаются наличием
блока из восьми переключателей, с помощью которых каждому адаптеру при ин-
сталляции вручную назначают свой уникальный Восьмибитный адрес. Различают
высокоимпедансные (bus), низкоимпедансные (star) й переключаемые адаптеры,
используемые в различных топологиях. Различие аппаратуры заключается в на-
личии или отсутствии низкоомных резисторов-терминаторов в портах активных
устройств. На рис. 9.2 они обозначены буквами Н и L, соответственно.
Хабы могут быть активными или пассивными. Активные хабы осуществляют
усиление и формирование сигнала, они могут иметь от 4 до 64 портов. Активные
хабы применяются в высоко- и низкоимпедансных сетях. Пассивные хабы имеют 4
порта, связанных между собой согласующими резисторами. На неиспользуемые
порты пассивных хабов рекомендуется устанавливать терминаторы (93 Ом).
Различают низкоимпедансные, высокоимпедансные и смешанные сети ARC-
net, им соответствуют разные физические топологии. Шинная топология пред-
полагает подключение к кабельному сегменту высокоимпедансных узлов через
Т-коннекторы. Максимальная длина сегмента 305 м, узлы подключаются через
BNC Т-коннекторы, ответвления недопустимы, минимальное расстояние между
узлами составляет 1 м, допускается включать до 8 узлов в сегменте. Каждый ка-
бельный сегмент должен иметь на обоих концах терминатор или низкоимпеданс-
ный узел (адаптер или активный хаб). Хабы — только активные, могут устанав-
ливаться только на концах сегмента. Длина сегмента между двумя активными
хабами (как и длина двухточечного соединения между двумя адаптерами) может
достигать 610 м (в этом сегменте не должно быть промежуточных абонентских
подключений).
Звездообразная топология предполагает использование низкоимпедансных
узлов, а в качестве разветвителей могут использоваться как активные, так и пас-'
сивные хабы. Пассивные хабы могут включаться только между парой активных
9.2. ARCnet и TCNS
341
узлов, каскадирование пассивных хабов недопустимо. Активный хаб может со-
единяться кабелем с адаптером (610 м), активным хабом (610 м) или пассивным
хабом (30 м). На свободные порты пассивных хабов должны, а активных — мо-
гут устанавливаться терминаторы.
Смешанная топология образуется комбинированием вышеприведенных (рис. 9.2).
Активный хаб
Рис. 9.2. Смешанная топология сети ARCnet
Для сетей ARCnet опредедень! несколько типов кадров;
® ITT (Invitation to Transmit — приглашение к передаче) — маркер, дающий
право на передачу. Содержит адрес узла, которому передается право до-
ступа. Посылается контроллером сети всем узлам поочередно. 
® FBE (Free Buffer Enquiry — запрос свободного буфера) — кадр, которым
проверяется способность адресата назначения принять пакет. Содержит
адрес назначения.
» АСК (Acknowledge — подтверждение) — кадр-ответ на нормальный прием.
» NACK (Negative Acknowledge — отрицание) — кадр-ответ на ошибочный
прием (требуется повторная передача).-
№ РАС — пакет (кадр) с данными. Содержит адрес источника, адрес получате-
ля, указатель длины, системный код (идентификатор), поле данных и кон-
трольную последовательность. Длина поля данных — до 252 байт в перво-
начальной версии, до 508 байт — в расширенной.
Все кадры начинаются с 6-битного разделителя (111111), за которым следу-
ет символ-идентификатор типа. Каждый байт заголовка и данных кодируется
И-битным символом, начинающимся с префикса 110. Адрес назначения для по-
вышения достоверности дублируется.
В сетях ARCnet, несмотря на шинную логическую топологию, нет коллизий.
Право на передачу данных передается с помощью специального кадра-маркера
ITT, формируемого контроллером сети. Контроллер последовательно посылает
маркер по адресам активных узлов и следит за выполнением транзакций. Полу-
чив маркер, узел-источник, желающий послать данные, делает запрос готовности
адресата кадром FBE, и только получив подтверждение АСК, посылает кадр дан-
ных (РАС). На кадр данных адресат отвечает подтверждением АСК или NACK, по
342 Глава 9. Технологии lOOVG-AnyLAN, ARCnet и другие локальные технологии
которому источник делает вывод об успешности или неуспешности операции, а
контроллер передает маркер следующему узлу.
При Нормальной работе каждый узел получает маркер по крайней мере раз в
840 мс. Узел, не получивший маркер за такое время, посылает- специальную
длинную битовую последовательность, разрушающую старый маркер. После это-
го он формирует новый маркер, получая который, узлы должны посылать широ-
ковещательные сообщения (с нулевым адресом получателя), содержащие свои
адреса. После этого взаимного представления узлов определяется новый конт-
роллер — им будет узел с минимальным адресом. Аналогичная процедура вы-
полняется по включении узла.
ARCnet Plus — развитие технологии ARCnet, в нашей стране практически и не
встречавшееся. По сравнению с исходной версией, увеличена скорость передачи
данных до 20 Мбит/с, увеличен максимальный размер кадра (до 4224 байт), из-
менены форматы и введены новые типы кадров.
TCNS (Thomas-Conrad Network System) — версия ARCnet фирмы Thomas-
Conrad. Среда передачи — коаксиальный кабель, витая пара IBM Туре 1 STP или
UTP Cat 5, оптоволокно; топология — звезда. Для витой пары и оптоволокна воз-
можна скорость передачи 100 Мбит/с, для коаксиального кабеля— 20 Мбит/с.
Встречается редко, но используется, например, как средство соединений серве-
ров при их зеркалировании в Novell NetWare SFT-III.
Основные преимущества ARCnet перед Ethernet, обеспечившие его былую
популярность: низкая стоимость схем присоединения (по сравнению с CSMA/CD),
меньшая критичность к кабелю, более гибкая топология, способность покрывать
большое пространство, легкость диагностики сети при звездообразной топологии.
Недостатки1, малоэффективное использование и без того низкой пропускной
способности канала из-за избыточности кода (исходный байт «распухает» до
11 бит) и большого числа административных пакетов. Реадьная производитель-
ность, не превышающая 65 % от скорости капала и для малых сетей, с увеличени-
ем числа узлов падает. Однобайтное ограничение на адрес создает неудобства
при объединении сетей. Ошибочное задание совпадающих адресов локализуется
сугубо экстенсивными методами. Малый размер кадра создает трудности сты-
ковки с вышестоящими уровнями (Novell IPX, например, передает пакет длиной
576 байт).	1
В настоящее время аппаратура ARCnet практически не выпускается, что
осложняет эксплуатацию ранее установленных сетей этой архитектуры. Однако
архитектура ARCnet до сих пор поддерживается многими сетевыми программ-
ными продуктами.
ЦДГТ1к Ilf
Глобальные сети
Интерфейсы
и протоколы
глобальных сетей
В этой главе рассмотрены физические интерфейсы и протоколы, используемые в
дальних коммуникациях.
10.1.	Последовательные интерфейсы
Последовательный интерфейс для передачи данных в одном направлении ис-
пользует одну сигнальную линию, по которой информационные биты передают-
ся друг за другом последовательно. Последовательная передача позволяет сокра-
тить количество сигнальных линий и добиться улучшения связи на больших
расстояниях. Ниже будут рассмотрены интерфейсы RS-232C (V.24+V.28, X.20bis+
X.21 bis), токовая петля, RS-423A (V.10, Х.26), RS-422A (V.11, Х.27), RS-449
(V.36), RS-485, RS-530, V.35 и HSSL Интерфейсы RS-xxx являются условно стан-
дартными: аббревиатура RS (Recommended Standard) содержит «мягкое» слово
«рекомендованый», эти рекомендации исходят от американской организации
EIA. Родственные им спецификации «Х.хх» и «V.xx» являются рекомендациями
международной организации МККТТ (CCITT, ныне ITU). Таблица 10.1 дает
представление о соотношении различных стандартов и рекомендаций. Все эти
стандарты и рекомендации относятся к первому (физическому) уровню моде-
ли OSI.
Таблица 10Д. Стандарты на последовательные интерфейсы
Интерфейс	Характеристики								
	Длина, не более	Скорость, ‘ не более	Механические *		Функциональные		Электрические		Передатчики
			Е1АДТА	Междуна- родные	EIA/TIA	Междуна- родные .	EIA/TIA	Междуна-, родные	
RS-232/V .24	15 м	64 Кбпт/с"	RS-232	ISO21.10	RS-232	V.24	RS-232	V.28 ,	Асимметричные
RS-449/V.36	1,2 км	20 Кбит/е	RS-449	180-4902 '	RS-449	V.36	RS-423	V.10/ X.26	Асимметричные
RS-449 -	1,2 км	10 Мбит/с	RS-449	ISOA902	-RS-449	V.36	RS-422	V.ll/ X.27	Симметричные
V.35		t	-	130-5293		V.35			Симметрич- ные — данные,, > синхронизация; асимметричные (V.28)- управление
Х.21 ,	1,2 км	20 Кбит/с'		ISO-4903		X.21	у.Ю/ X.26		Асиммертичные
Х.21	1,2 км	10 Мбит/с		ISO-4903		X.21-	V.ll/ X.27		Симметричные
RS-530	1,2 км	20 Кбит/с	RS-232		RS-530		RS-423 .		Асимметричные -
RS-530	1,2 км.	10 Мбит/с"	RS-232' .	%	RS-530		RS-422 -		Симметричные
RS-485	1,2 км	10 Мбит/с -			RS-485		RS-422		Симметричные (тристабильпые выходы)
HSSI	15 м	52 Мбит/с	EIA/TIA-613				EIA/TIA-612		Симметричные, уровни ЭСЛ
346 Глава 10. ^Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
10.1.1.	Режимы последовательной передачи
Последовательная передача данных может осуществляться в асинхронном или
синхронном режимах. При асинхронной передаче каждый символ (байт) переда-
ется отдельной посылкой. Посылка начинается со старт-бита, сигнализирую-
щего приемнику о начале посылки, за которым следуют биты дацных и, возмож-
но, бит паритета (четности). Завершает посылку стоп-бит, гарантирующий
паузу между посылками (рис. 10.1). Старт-бит следующего байта посылается в
любой момент после стоп-бита, за что режим и назван асинхронным. Режим яв-
ляется символьно-ориентированным (минимальная пересылаемая единица —
символ). Старт-бит, имеющий всегда строго определенное значение (логиче-
ский 0), обеспечивает простой механизм синхронизации приемника по сигналу
от передатчика. Подразумевается, что приемник и передатчик работают на одной
скорости обмена. Внутренний генератор синхронизации приемника использует
счетчик-делитель опорной частоты, обнуляемый в момент приема начала старт-
бита.- Этот счетчик генерирует внутренние стробы, по которым приемник фикси-
рует последующие принимаемые биты. В идеале стробы располагаются в середи-
не битовых интервалов, что позволяет принимать данные и при незначительном
рассогласовании скоростей приемника и передатчика. Очевидно, что при переда-
че восьми бит данных, одного контрольного и одного стоп-бита предельно допус-
тимое рассогласование скоростей, при котором данные будут распознаны верно,
не может превышать 5 %. С учетом фазовых искажений и дискретности работы
внутреннего счетчика синхронизации реально допустимо меньшее отклонение
частот. Чем меньше коэффициент деления опорной частоты внутреннего генера-
тора (чем выше частота передачи), тем больше погрешность привязки стробов к
середине битового интервала, и требования к согласованности частот становятся
более строгими. Чем выше частота передачи, тем больше влияние искажений'
фронтов на фазу принимаемого сигнала. Взаимодействие этих факторов приво-
дит к повышению'требований к согласованности Частот приемника и передатчи-
ка с ростом частоты обмена.
Лог 0
0 “
Лог 1
Рис. 10.1. Формат асинхронной передач^
Формат асинхронной посылки позволяет выявлять возможные ошибки пере-
дачи.
Я Если принят перепад, сигнализирующий о начале посылки, а по строку
старт-бита зафиксирован уровень логической единицы, старт-бит считает-
ся ложным и приемник снова переходит в состояние ожидания. Об этой
ошибке приемник может не сообщать.
'10.1. Последовательные интерфейсы 347
Ж Если во время, отведенное под стоп-бит, обнаружен уровень логического
нуля, фиксируется ошибка стоп-бита.
Ж Если применяется контроль четности, то после посылки бит данных пере-
дается контрольный бит. Этот бит дополняет количество единичных бит
данных до четного или нечетного в зависимости от принятого соглашения.
Прием байта с неверным значением контрольного бита приводит к фикса-
ции ошибки.
Контроль формата позволяет обнаруживать обрыв линии; при этом принима-
ются логический нуль, который сначала трактуется как Старт-бит, и нулевые
биты данных, потом срабатывает контроль стоп-бита.
Для асинхронного режима принят ряд стандартных скоростей обмена-. 50, 75,
110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19 200, 38 400, 57 600 и 115 200 бит/с.
Количество бит данных может составлять 5, 6, 7 или 8 (5- и 6-битные форма-
ты распространены незначительно). Количество стоп-бит может быть 1, 1,5 или 2
(«полтора бита» означает только длительность стопового интервала).
Асинхронный режим является наиболее распространенным для подключения
терминалов, принтеров, плоттеров. Его поддерживают последовательные (СОМ-
порты) порты (интерфейс RS-232) всех персональных компьютеров.
Синхронный режим передачи предполагает постоянную активность канала свя-
зи. Посылка начинается с флага (синхробайта), за которым сразу же следует поток
информационных бит. Если у передатчика нет данных для передачи, он заполня-
ет паузу непрерывной посылкой символов синхронизации (флагов). Очевидно,
что при передаче больших массивов данных накладные расходы на синхрониза-
цию в данном режиме будут ниже, чем в асинхронном. Структурированность
кадра, начало и конёц которого отмечается синхросимволом, делает синхронный
режим более удобным для использования протоколами верхних уровней. Режим
может быть бит-ориентированным — длина посылки (кадра) в принципе может
быть произвольной (если такую возможность поддерживают приемопередатчи-
ки). Для того чтобы определенные комбинации передаваемых данных не воспри-
нимались как флаг, либо ограничивают набор передаваемых символов, либо при-
меняют логическое кодирование (см. 1.5). В синхронном режиме необходима
внешняя синхронизация приемника с передатчиком, поскольку даже малое
отклонение частот приведет к искажению принимаемых данных. Внешняя
синхронизация возможна либо с помощью отдельной линии для передачи
сигнала синхронизации, либо с использованием самосинхронизирующего коди-
рования данных, при котором приемником из принятого сигнала могут быть
выделены импульсы синхронизации.
Для телекоммуникационной .аппаратуры глобальных сетей характерен синхрон-
ный режим. В персональных компьютерах его поддерживают только специальные
адаптеры, для которых характерно использование физического интерфейса V.35.
10.1.2.	Устройства DTE, DCE, их соединение
и синхронизация
ГВ описаниях последовательных интерфейсов фигурируют понятия DTE и DCE,
определяющие класс устройств.
348 Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
® DTE — Data Terminal Equipment — дословно переводится как терминаль-
ное оборудование данных. Этому понятию соответствуют русские сокра-
щения АПД — аппаратура передачи данных и О ОД — оконечное оборудо-
вание данных. По смыслу первоначального определения устройства DTE
являются конечными источниками или получателями данных. В роли
DTE может выступать компьютер, принтер, плоттер и другое периферий-
ное оборудование.
« DCE — Data Communication Equipment — коммуникационное оборудова-
ние, ему соответствует термин АКД — аппаратура канала данных. Опять-
таки по первоначальному определению устройства DCE являются только
средствами передачи данных, но не их источниками или конечными полу-
чателями. Примером устройства DCE является модем.
а
Рис. 10.2. Классическое соединение устройств DTE: а — полное, б — через нуль-модем.
Классическая телекоммуникационная схема соединения пары устройств DTE
с использованием пары DCE приведена на рис. 10.2, а. Для соединений на корот-
кие расстояния устройства DCE (модемы) могут быть исключены и пара
устройств DTE соединяется нуль-модемным кабелем (рис. 10.2, б). На данных
схемах функции и классификация устройств очевидны. Однако современные
средства телекоммуникаций не вписываются в такую простую модель. Так, на-
пример, маршрутизатор с последовательным интерфейсом можно считать как
устройством DCE (он только транслирует данные, правда, на сетевом уровне),
так и устройством DTE (цепочки бит на выходе он генерирует сам и приняты^
обрабатывает сам). Корректнее говорить о типе портов (DTE/DCE), при этом
имеются в виду следующие соглашения:
 Для порта DTE сигнал, обозначаемый как TxD (данные передатчика), явля-
ется выходным, сигнал RxD (данные приемника) — входной.
к Для порта DCE сигнал, обозначаемый как TxD, является входным, эти лад-
ные устройство должно передать в канал связи. Сигнал RxD для него — вы-
ICk 1. Последовательные интерфейсы 349
ходной, это данные из канала, которые должны попасть на вход приемни-
ка DTE.
Аналогичные правила применимы и к другим (управляющим) цепям интер-
фейса. Из этого соглашения следует, что при соединении порта DTE с портом
DCE одноименные сигнальные цепи должны соединяться один-в-один. При соеди-
неннии однотипных портов (DTE^DTE или DCE-DCE) сигнальные цепи должны
соединяться перекрестно (TxD-RxD, RxD-TxD, а управляющие в соответствии с
логикой протокола). Теоретически физические интерфейсы (сами разъемы)
должны страховать от ошибочного соединения. Так, например, для RS-232C
принято, что DTE имеет разъем-вилку (male), a DCE, — розетку (female). Тогда
соединительные кабели были бы однозначными — если розетка соединяется с
вилкой, то напрямую, а если вилка с вилкой или розетка с розеткой, то перекрест-
но (по одной из нескольких схем). На практике это правило зачастую нарушается.
Синхронизация устройств допускает множество вариантов. Для асинхронного
режима передачи посимвольная синхронизация осуществляется старт-битами и
внешняя подача синхронизации не требуется (скорости и допуски отклонения
согласованы, и любое устройство имеет свой внутренний генератор). В синхрон-
ном режиме все последовательные интерфейсы используют внешние сигналы
синхронизации, причем раздельные для передаваемых ST (Send Timing, Send Clock)
и принимаемых RT (Receive Timing, Receive Clock) данных. Для устройств DTE
сигналы синхронизации, по которым работают сдвигающие регистры их преем-
ников и передатчиков, являются входными. Источником синхронизации (сигнал
RT) для принимаемых данных (RxD) практически однозначно является DCE
(синхросигнал обычно выделяется из самосинхронизирующего сигнала линии
связи). Для синхронизации передаваемых данных возможны варианты. Если
синхронный канал сам навязывает свою синхронизацию, то для DTE первичным
источником синхронизации будет DCE (рис. 10.3, й). Однако DCE может потре-
бовать и внешней синхронизации. Для этих целей порт DTE снабжают дополни-
тельным выходом ТТ (Terminal Timing), от которого может синхронизироваться
DCE. Но сам передатчик DTE будет синхронизироваться от входа ST, на кото-
рый сигнал поступит либо от DCE (по интерфейсному кабелю, рис. 10.3, б), либо
по перемычке в разъеме (рис. 10.3, в). Возможен вариант конфигурирования,
когда сигнал ТТ заводится на’передатчик внутри порта (не с разъемд). В высоко-
скоростном интерфейсе для синхронных каналов (HSSI) источником синхрони-
зации является только DCE, а сигнал ТТ является буферированным принятым
сигналом ST. Такой «разворот» синхросигнала (рис. 10.3, г) позволяет учесть за-
держки распространения сигнала в интерфейсном кабеле (сигналы TxD и ТТ идут
параллельными путями, и фазовый перекос между ними будет небольшим). Для
компенсации перекоса при высоких скоростях может применяться и инверсия
сигнала синхронизации, которую включают при настройке порта (если перекос
Достигает полупериода синхронизации).
Попутно отметим, что в названиях сигналов синхронизации передатчика бы-
вает путаница, и внешним (external) сигналом синхронизации называют как сиг-
нал от DTE, так и сигнал, по которому DTE в действительности синхронизирует
свой приемник. Понять что есть что позволяет указание на источник (DTE или
ЮСЕ).
к
350 Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
DTE	DCE
DTE	DCE	DTE	DCE
Рис. 10.3. Варианты синхронизации передатчика: а — от DCE; б, в — от DTE;
а — от DCE с разворотом сигнала
10,1.3.	Электрические интерфейсы RS-232
(V.28), RS-422 (V.ll), RS-423 (V.10), RS-485,
токовая петля
Последовательные интерфейсы различаются способом передачи электрических
сигналов. Существует ряд международных стандартов: RS-232C (V.28), RS-422A
(V.11, Х.27), RS-423A (V.10, Х.26), RS-485 и V.35. На рис. 10.4 приведены схемы
соединения приемников и передатчиков, а также показаны ограничения на дли-
ну линии (£) и максимальную скорость передачи данных (V).
Несимметричные линии интерфейсов RS-232C и RS-423A имеют самую низ-
кую защищенность от синфазной помехи, хотя дифференциальный вход прием-
ника RS-423A позволяет в какой-то мере исправить ситуацию. Лучшие парамет-
ры имеют двухточечный интерфейс RS-422A и его магистральный (шинный)
аналог RS-485, работающие на симметричных линиях связи. В них для передачи
каждого сигнала используются дифференциальные приемопередатчики с от-
дельной (витой) парой проводов для каждой сигнальной цепи. Интерфейс V.35
представляет собой гибрид: сигналы данных и синхронизации передаются по
симметричным линиям, управляющие сигналы — по асимметричным с общий
нулевым (обратным) проводом. Таким образом достигается компромисс между
допустимой скоростью передачи данных и стоимостью интерфейса.
В вышеперечисленных стандартах сигнал представляется потенциалом win
разностью потенциалов. Существуют последовательные интерфейсы, где инфор-
10.1. Последовательные интерфейсы 351
мативен ток, протекающий по общей цепи передатчик—приемник — «токовая
петля». Существуют преобразователи сигналов для согласования этих родствен-
ных интерфейсов.
RS-423A / V.6 / Х.26
RS-422A / V.11 / Х.27
L = 9 м
L = 91 м
L= 1200 м
V= 100 Кбит/с
V= 10 Кбит/с
V = 1 Кбит/с
L= 12м
L= 120 м
L= 1200 м
V = 10 Мбит/с
V = 1 Мбит/с
V = 100 Кбит/с
L = 120 м V = 1 Мбит/с
L= 1200 м V= 100 Кбит/с
Рис. 10.4. Стандарты последовательного интерфейса
Стандарты RS-232C и V.28 определяют несимметричные передатчики и при-
емники — сигнал передается относительно общего провода — «схемной земли»
(симметричные дифференциальные сигналы используются в других интерфей-
сах — например, RS-422). Интерфейс не обеспечивает гальванической развязки
устройств. Логической единице соответствует напряжение на входе приемника в
диапазоне -12...-3 В. Для линий управляющих сигналов это состояние называ-
ется ON(«включено»), для линий последовательных данных — mark. Логическо-
му нулю соответствует диапазон +3...+12 В. Для линий управляющих сигналов
состояние называется OFF («выключено»), а для линий последовательных дан-
ных — space. Диапазон -3...+3 В — зона нечувствительности (гистерезис прием-
ника): состояние линии будет считаться измененном только цосле пересечения
порога (рис. 10.5). Уровни сигналов на выходах передатчиков должны быть в
(Диапазонах -12...-5 В и +5...+12 В для представления единицы и нуля соответст-
венно (допускается амплитуда до 25 В). Выходное сопротивление передатчиков
„сигналов данных и синхронизации не должно превышать 100 Ом, для управляю-
щих сигналов допускается до. 1 кОм. Входное сопротивление приемников
(^-7 кОм. Разность потенциалов между «схемными землями» (SG) соединяемых
[устройств должна быть менее 2 В, при более высокой разности потенциалов воз-
можно неверное восприятие сигналов.
Интерфейс предполагает наличие защитного заземления для соединяемых
[устройств, если они оба питаются от сети переменного тока и имеют сетевые
фильтры. ,	>
352 Глава 10.' Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
Рис. 10.5. Прием сигнала RS-232C
Подключение и отключение интерфейсных кабелей устройств с автономным
питанием должно производиться при отключенном питании. Иначе разность по-
тенциалов устройств в момент коммутации может оказаться приложенной к вы-
ходным или входным (что опаснее) цепям интерфейса и вывести из строя мик-
росхемы.
Интерфейсы EIA-RS-422 (ITU-T V.tl, Х.27) и EIA-RS-485 (ISO 8482) ис-
пользует симметричную передачу сигнала и допускают как двухточечную, так
и шинную топологию соединений. В них информативной является разность по-
тенциалов между проводниками А и В. Если на входе приемника Z7A-t7n>
>0,2 В (А положительнее В) — состояние «выключено» (space), Z7A-t7B<~0,2 В
(А отрицательнее В) — состояние «включено» (тагк)..Диапазон |ДА^^в1 < 0,2 В
является зоной нечувствительности (гистерезис), защищающей от воздействия
помех. На выходах передатчика сигналы UK и U$ обычно переключаются между
уровнями 0 и +5 В (КМОП) или +1 и +4 В (ТТЛ), дифференциальное выход-
ное напряжение должно лежать в диапазоне 1,5-5 В. Выходное сопротивление
передатчиков 100 Ом. Интерфейсы электрически совместимы между собой,
хотя и имеют некоторые различия в ограничениях. Принципиальное отличие
передатчиков RS-485 — возможность переключения в третье состояние. Пере-
датчики RS-422/485 совместимы с приемниками RS-423. Основные параметры
интерфейсов приведены в табл. 10.2, топологию соединений иллюстрирует
рис. 10.6.
При необходимости увеличения числа узлов возможно увеличение входного
сопротивления приемников, но при этом снижается допустимая скорость пере-
дачи или максимальная длина. Максимальная скорость передачи на коротких
расстояниях (до 10 м) ограничивается быстродействием передатчиков (достижи-
ма частота 25 МГц). На средних расстояниях ограничение определяется емко-
стью кабеля (1200 бод — 25 нФ, 9600 бод — 30 нФ, 115 кбод —250 пФ). Макси-
мальная дальность (1200 м) ограничена сопротивлением петли постоянному
току.
10.1. Последовательные интерфейсы 353
Таблица 10.2. Параметры интерфейсов RS-422 и RS-485
Параметр	RS-422	RS-485
Порог срабатывания,	В	.0,2	0,2
Допустимое напряжение синфазной помехи, В1	-6,8...+6,8	-6,8...+11,8
Допустимое напряжение на входах, В1	-7...+7	-7...+12
Входное сопротивление приемника, кОм	4	12
Минимальное сопротивление нагрузки передатчика, Ом	100	60
Максимальное число узлов	1 передатчик + 10 приемников	32 (передатчиков, приемни- ков или их комбинации)
Максимальная длина, м	1200 (100 кбит/с) 12 (10 Мбит/с)	1200 (100 кбит/с) 12 (10 Мбит/с)
Терминаторы, R-100 Ом	На дальнем конце от передатчика	На обоих концах
Ток короткого замыкания, МА	< 150 на шину GND	< 250 иа шипу с потенциа- лом -7...+12 В или между проводами А и В
' Напряжение измеряется относительно «схемной земли» узла.
б
ТхА
ТхВ
RxA
RxB
В RxA
RxB
ТхА
— ТхВ
RxA
RxB
ТхА
ТхВ
а
Рис. 10.6. Топология интерфейсов: а — RS-422, б — RS-485 четырехпроводный,
	в — RS-485 двухпроводный
Интерфейс RS-485 может быть в двух версиях: двухпроводной и четырехпро-
водной. В двухпроводной версии (рис. 10.6, б) все узлы равноправны. Четырех-
проводная версия (рис. 10.6, в) выделяет задающий узел (master), передатчик ко-
торого работает на приемники всех остальных. Передатчик задающего узла
всегда активен -1 переход в третье состояние ему не нужен. Передатчики осталь-
ных ведомых (slave) узлов должны иметь тристабйльные выходы, они объединя-
ются на общей шине с приемником ведущего узла.
- В вырожденном случае — при двухточечном соединении — RS-485' эквива-
лентен RS-422 и третье состояние не используется.
Для определенности состояния шины RS-485, когда не активен ни один пере-
датчик, на линию устанавливают активные терминаторы, «растягивающие» по-
354 Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
тенциалы- проводов. В покое провод В должен иметь более положительный по-
тенциал, чем А.  -> 	' !
При многоточечном соединении необходимо организовать метод доступа к
среде передачи. Чаще всего используют полинг (polling) — опрос готовности к
передаче, выполняемый ведущим устройством, или передачу права доступа в со-
ответствии с определенным (установленным) регламентом. Иногда используют
и методы случайного доступа (аналогично Ethernet).
Дифференциальный вход интерфейсов защищает от действия помех, но при
этом должно осуществляться соединение'«схемных земель» устройств между со-
бой и с шиной заземления. Для соединения устройств между собой используют
третий провод интерфейса (можно и экран). Для того чтобы по третьему прово-
ду не протекал большой ток, выравнивающий «земляные потенциалы», в его
цепь включают резисторы (рис. 10.7).
Рис. 10.7. Соединение «схемных земель» для интерфейсов RS-422 и RS-485.
Интерфейс RS-422 часто используется для подключения периферийных
устройств (например, принтеров). Интерфейс RS-485 популярен в качестве шин
устройств промышленной автоматики.
В шине PROFIBUS, построенной на его основе, допускается подключение к
одному сегменту до 32 узлов (приемопередатчиков). Допустимая длина сегмента
зависит от типа кабеля и скорости передачи. Допустимая длина для STP-А (про-
водники 0,64 мм, импеданс 135-165 Ом, емкость < 30 пФ/м, сопротивление пет-
ли 110 Ом/км) приведена в табл 10.3. Активные терминаторы устанавливаются
на обоих концах, Т-образные ответвления при скорости более 1,5 Мбит/с недо-
пустимы.
Таблица 10.3. Ограничение длины интерфейсной шины RS-485 (PROFIBUS)
Скорость, кбит/с	9,6-93,75	187,5	500	1500	12 000
Длина, м	1200	1000	400	200	100
Интерфейс «токовая петля» для представления сигнала использует не напря-
жение, а ток в двухпроводной линии, соединяющей приемник и передатчйк. Логи-
ческой единице (состоянию «включено») соответствует протекание тока 20 мА, а
логическому нулю — отсутствие тока. Такое представление сигналов для выше»
описанного формата асинхронной посылки позволяет обнаружить обрыв ли-
нии — приемник заметит отсутствие стоп-бита (обрыв линии действует как по-
стоянный логический нуль). - ,		- я ж . *'
10.1. Последовательные интерфейсы 355
< Токовая петля обычно предполагает гальваническую развязку входных цепей
приемника от схемы устройства. При этом источником тока в петле является nei
редатчик (этот вариант называют активным передатчиком). Возможно и питание
от приемника (активный приемник), при этом выходной ключ передатчика мо-
жет быть также гальванически развязан с остальной схемой передатчика. Суще-
ствуют упрощенные варианты без гальванической развязки, но это уже вырож-
денный случай интерфейса.
 * Токовая пеТля с гальванической развязкой позволяет передавать сигналы на
расстояния до нескольких километров, но при невысоких скоростях (выше
19 200 бит/с не используют, а на километровых расстояниях допустима скорость
до 9600 бит/с и меньше). Допустимое расстояние определяется сопротивлением
пары проводов и уровнем помех. Поскольку интерфейс требует пары проводов
для каждого сигнала, обычно используют только два сигнала последовательного
интерфейса (4-проводная линия). В случае двунаправленного обмена применя-
ются только сигналы Передаваемых и принимаемых данных, а для управления
потоком используется программный метод XON/XOFF. Если двунаправленный об-
мен не требуется, Используют одну линию данных, а для управления потоком об-
ратная линия задействуется для сигнала CTS (аппаратный протокол) или встреч-
ной линии данных (программный протокол). При надлежащем ПО одной
токовой петлей можно обеспечить двунаправленную полудуплексную связь двух
устройств. При этом каждый приемник «слышит» как сигналы передатчика на
противоположной стороне канала, так и сигналы своего передатчика. Они расце-
ниваются коммуникационными пакетами просто как эхо-сигнал. Для безоши-
бочного приема передатчики должны работать поочередно.
Токовая .петля позволяет использовать выделенные физические линии без
модемов, но на малых скоростях. Иногда по токовой петле подключают термина-
лы с интерфейсом RS-232C, если не хватает штатной длины интерфейса или тре-
буется гальваническая развязка. Преобразовать сигналы RS-232C в токовую пет-
лю несложно — на рис. 10.8 приведена простейшая схема преобразователя
применительно к подключению терминала. Для получения двуполярного сигна-
ла, требуемого для входных сигналов COM-порта, применяется питание от. ин-
терфейса. Схема может быть усложнена для защиты .оптронов от перегрузки и
улучшения формы потенциальных сигналов. Допустимая скорость определяется
и быстродействием применяемых оптронов (скорость 9600 бит/с достигается
практически на любых оптронах), i
Рис. 10.8. Преобразование интерфеса RS-232C В «токовую Петлю»
356 Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
10.1.4.	Стандарты V.24/V.28, RS-232C,
RS-449 (V.36), RS-530, V.35
Стандарт CCITT V.24 описывает последовательный интерфейс подключения ап-
паратуры, передающей или принимающей данные, к оконечной аппаратуре каналов
данных. Стандарт задает обширный перечень цепей интерфейса и их функцио-
нальное назначение, а также протоколы установления соединений и передачи
данных. Характеристики сигналов определены в других стандартах: V.28 — дву-
полярная несимметричная передача (типа RS-232C), V.10 — несимметричная пе-
редача с дифференциальными входами приемников (типа RS-423A), V.l 1 — сим-
метричная передача (RS-422/485). Цепи V.24 имеют трехзначное цифровое
обозначение, иногда расширяемое дополнительными буквами и цифрами. Асин-
хронный режим описан стандартом X.20bis, синхронный — X.21bis.
Наиболее популярный интерфейс RS-232C использует подмножество цепей
V.24, но с иным обозначением — парой букв. В дальнейшем описании будем ис-
пользовать более привычные мнемонические обозначения цепей, широко ис-
пользуемые в описаниях интерфейсов COM-портов и периферийных устройств.
Названия (три варианта) и назначение цепей приведены в табл. 10.4.
Таблица 10.4. Назначение сигналов интерфейсов RS-232C и V.24
Сигнал	RS-232	V.24	Источник	Назначение
Основные сигналы, достаточные'для асинхронного режима				
PG	AA	101	-	Protected Ground — защитная земля, соединяется с корпусом устройства и экраном кабеля
SG	AB	102	-	Signal Ground — сигнальная (схемная) земля, от- носительно которой действуют уровни сигналов при физическом интерфейсе V.28
		102a	-	Общий обратный провод DTE, используется как опорный потенциал для приемников DCE с фи- зическим интерфейсом V.10
		102b	-	Общий обратный провод DCE, используется как опорный потенциал для приемников DTE с фи- зическим интерфейсом V.10
		102c	-	Общий (обратный) провод
TD	BA	103	DTE	Transmit Data — последовательный выход пере- датчика
RD	BB	104	DCE	Receive Data — последовательный вход приемника
RTS	CA	105	DTE	Request То Send — запрос передачи данных: со- стояние «включено» уведомляет модем о нали- чии у терминала данных для передачи. В полу- дуплексном режиме используется для управле- ния направлением — состояние «включено» слу- жит сигналом модему на переключение в режим передачи
CTS	CB	106	DCE	Clear То Send — разрешение терминалу переда- вать данные, ответ на RTS. Состояние «выключе- но» аппаратно запрещает передачу данных. Сиг- нал используется для аппаратного управления потоком данных
10.1. Последовательные интерфейсы 357
Сигнал	RS-232	w?	Источник A.	. Назначение? ;, 7 -	‘ >;, , - .
DSR	CC	107	DCE - •*	' SeA^eadyC^- ЭДгнгр5ю§>в^бсТи‘|Й&Ё'(м9.:' •' дем в рабочем режиме подключен к каналу и за- кончил действия по согласованию е аппаратурой на противоположном конце канала)
DTR	CD	108/2	DTE	Data Terminal Ready — сигнал готовности терми- нала к обмейу данными. Состояние «включено» поддерживает коммутируемый капал в состоя- нии соединения
DCD 	CF ' 	109	DCE	Data Carrier Detected — сигнал обнаружения ; несущей удаленного модема
RI	CE -	125	DCE	Ring Indicator — индикатор вызова. В коммутиру- емом канале этим сигналом модем сигнализиру- ет о принятии вызова
Дополнительные сигналы				
SQ . 	,CG .	110 .	DTE	Signal Quality — сигнал детектора качества сигна- ла линии
	CH цли CI '	111 или 112	DTE или DCE	Select frequency — селектор скорости передачи данных i	.	1
тхс Г 1	DA	113	DTE  ‘	J	Transmitter Clock {Transmitter Signal Element Timing) — синхронизация передачи от DTE
ЕТХС	DB	114	DCE ‘ -	External Transmitter Clock (Transmitter, Signal Element Timing) — внешняя синхронизация передатчика от DCE
RXC	DD .	115	DCE-	Receiver Clock (Receiver Signal Element Timing) — синхронизация приемника (от DCE)"
тми ’		142	DCE	Test Mode — режим тестирования (запрет обмена с DTE)
LLB		141	DTE	Local loopback — местный шлейф (тестирование Локальной DCE). Аналоговый выход передатчи- ка соединяется с, аналоговым входом приемника (без линии)
IS			DTE	Terminal In Service — доступность терминала
NS			DTE	New Signal — указание для DCE на быструю на- стройку на новый аналоговый сигнал (при мно- готочечных соединениях)
SI			DCE!	Standby Indicator — индикатор использования основного или резервного канала
RC				Receive Common — общий провод приемника
SC				Send Common — обратный (общий) провод пере- датчика
SS			DTE-	Select Standby — выбор резервного канала вместо основного
TM			DCE	Test Mode -- сигнализация о нахождении DCE в режиме тестирования (невозможность обмена данными)
RLB		140	DTE	Remote loopback ~ удаленный шлейф (тестирование канала). Аналоговый выход передатчика соединяется с аналоговым входом приемника на дальнем конце линии
358 Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей '
Стандарт RS-232C описывает управляющие сигналы двухканального двуна-
правленного интерфейса, пересылку данных, электрический интерфейс и типы
разъемов. В стандарте предусмотрены асинхронный и синхронный режимы об-
мена первичного канала. Вторичный (secondary) канал имеет минимальное ко-
личество управляющих сигналов, синхронный интерфейс для него недоступен.
В большинстве реализаций (например, COM-порт компьютеров) вторичный ка-
нал отсутствует, а возможности первичного ограничены асинхронным режимом.
Функционально RS-232C можно считать подмножеством V.24 в сочетании
с V.28 и эквивалентом стыку С2, но они имеют различные названия сигналов.
Активному состоянию сигнала («включено») и логической единице (mark) пе-
редаваемых данных соответствует отрицательный потенциал (ниже -3 В) сиг-
нала интерфейса, а состоянию «выключено» и логическому нулю (space) — поло-
жительный (выше +3 В).
Стандарт RS-232C регламентирует типы применяемых разъемов.	,
На аппаратуре DTE (в том числе на COM-портах) принято устанавливать
вилки DB-25P (стандарт EIA/TIA-232-E) или более компактный вариант — DB-9P
(стандарт EIA/TIA-574). Девятиштырьковые разъемы не имеют контактов для
дополнительных сигналов, необходимых для синхронного режима и организа-
ции второго канала. На некоторых периферийных устройствах устанавливают
модульные 8-позиционные гнезда RJ-45 (стандарт EIA/TIA-561). Иногда ис-
пользуется 26-контактный разъем типа Amphenol. Раскладки разъемов приведе-
ны в табл. 10.5,
Таблица 10.5. Разъемы интерфейса RS-232C
Мнемоника	RS-232	Стык 2	Источник	DB-25P	DB-9P	RJ-45	ALT-A 26-koht.
PG	AA	101	-	1	5		1
SG	AB	102	-	7	5	4	7
TxD	BA	103	DTE.	2	3	6	2 .
RxD	BB	104	DCE	3	2	5	3
RTS	CA	105	DTE	4 <.	7	8	4
CTS	CB	106	DCE	5	8	7	5
DSR	'	cc	107	DCE	6 .	6	1	6
DTR	CD'	108/2	DTE	20	4	3	20
DCD	CF	109	(	DCE	8	1	2	8
RI .	CE	125	DCE	22 ’	9	1	22
DCD2/SF2	CF21	122/112	DCE	12			12
CTS2	CB21	121 '	DCE	13			13
TxD2	BA21	118	DTE	14			14
RxD2	BB21	119	DCE	16			16
RTS2	CA21	120	DTE	19			19
SQ	CG	no	DTE	21	-		21
SF	CH и CI	111 и 112	DTE	23	-		23
TxC	DA	113	DTE	24	-		24
10.1. Последовательные интерфейсы 359
Мнемоника *>		$ГЫк2	'ИСТОЧНИК	DB-25P	DB-9P	RJ-45	ALT-A 26*koht.
ЕТхС	db’* " ’	114	DCE	‘15	-		15
RxC	DD	115	DCE	17	-		17
Test Mode		142	DCE	25			25
Loc LB/QD		141	DTE	18			18
Rem LB		140	DTE	21			21
Резерв1				9, 10			9, 10
He назначен				11			11
He подключен							26
1 Контакты иногда используются для родачи питания +12 В (9) и -12 В (10).
На аппаратуре DCE (модемах) устанавливают розетки DB-25S или DB-9S.
Это правило предполагает, что разъемы DCE могут подключаться к разъемам
DTE непосредственно или через переходные «прямые» кабели с розеткой и вил-
кой, у которых контакты соединены «один в один». Переходные кабели могут
являться и переходниками с 9- на 25-штырьковые разъемы (рис. 10.9).
г- DB9S	г- DB9P
£ DB25S	DB25P
TO	3	2	E			—	a	3	2	TO
RD	2	3	Б	<		a	2	3	"Rd-
"dtr	4	20	E		>		a	4	20	DTR
DSR	6	6	E	 "I	a	6	6	DSR
RTS	7	4	E		»			a	7	4	RTS
CTS	8	5	E		<		a	8	5	CTS
DCD	1	8	E	I			<			a	1	8	DCD
RI	9	22	S		<		a	9	22	RI
SG	5	7	В			a	5	7	SG
Рис. 10.9. Кабели подключения модемов
Если аппаратура DTE соединяется без модемов, то разъемы устройств (вил-
ки) соединяются между собой нулъ-модемным кабелем (zero-modem или Z-mo-
dem), имеющим на обоих концах розетки,-контакты которых соединяются пере-
крестно по одной из схем, приведенных на рис. 10.10.
г- DB9S	г- DB9S
£ DB25S	£ DB25S
г- DB9S
I— DB9S
б
Рис. 10.10. Нуль-модемный кабель: а — минимальный, б — полный
Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
Если на каком-либо устройстве DTE установлена розетка — .это почти стопро-
центный признак того, что к другому устройству оно должно подключаться пря-
мым кабелем, аналогичным кабелю подключения модема. Розетка устанавлива-
ется обычно на тех устройствах, у которых удаленное подключение через модем
не предусмотрено.
Интерфейс RS-449 (V.36) определяет состав цепей и использование контак-
тов разъемов типа DB-37 (табл. 1Q.6) для симметричной дифференциальной пе-
редачи с уровнями сигналов RS-422/RS-485 и несимметричной RS-423.
Таблица 10,6. Назначение контактов интерфейсов RS-449/V.36
Контакт	Цепь	Источник
1	Shield (экран)	Общий
2	Signal Rate Indicator	DCE
3		—
4	Send Data (A)	DTE
5	Send Timing (A)	DCE
6	Receive Data (A)	DCE
7	Request To Send (A)	DTE
8	Receive Timing (A)	DCE
9	Clear To Send (A)	DCE
10	Local Loopback	DTE
11	Data Mode (A)	‘	DCE ‘
12	Terminal Ready (A)	DTE
13	Receiver Ready (A)	DCE
14	Remote Loopback	DTE
15	Incoming Call	DCE
16	Select Frequency	DTE/DCE
17	Terminal Timing (A)	DTE
18	Test Mode	DCE	_
19	.Signal Ground	Общий
20	Receive Common	Общий
21	-	- ,
22 z	Send Data (B)	Обратный провод
23	Send Timing (B)	Обратный провод
24	Receive Data (B)	Обратный провод
25	Request To Send (B)	Обратный провод
26	Receive Timing (B)	Обратный провод
27	'	Clear To Send (B)	Обратный провод
28	Terminal In Service	Dte
29	Data Mode (B)	Обратный провод
30	Terminal Ready (B)	Обратный провод
31	Receiver Ready (B)	Обратный провод
10.1. Последовательные интерфейсы 361
Контакт	Цепь	< - 	Источник
32	Select Standby	DTE
33	Signal Quality.	DCE
34	New Signal	DTE
35	Terminal Timing (B)	Обратный про,вод
36	Standby Indicator	DCE
37	Send Common	Общий
Интерфейс RS-530 определяет состав цепей и использование контактов
разъемов типа DB-25 (табл. 10.7) для симметричной дифференциальной переда-
чи с уровнями сигналов RS-422/RS-485. RS-530-A (табл. 10.8) отличается от RS-
530 назначением контактов 22 и 23.
Таблица 10.7. Назначение контактов интерфейсов RS-530
Контакт	Цепь	Источник
1	Shield	Общий
2	Transmitted Data (А)	DTE
3	Received Data (A)	4 DCE
4	Request To Send (A)	DTE
5	Clear To Send (A)	DCE
6	DCE Ready (A)	DCE
7	Signal Ground	Общий
8	Receive Line Signal Detector (A)	DCE
9	Receive Signal Element Timing (A)	DCE
10	Receive Line Signal Detector (B)	Обратный провод
И	Ext. Transmit Signal Element Timing (B)	Обратный провод
12	Transmit Signal Element Timing (B)	Обратный провод
13	Clear To Send (B)	Обратный провод
14	Transmitted Data (B)	Обратный провод
15	Transmit Signal Element Timing (A)	DCE
16	Received Data (B)	Обратный провод
17	Receive Signal Element Timing (A)	DCE
18	Local Loopback	DTE
19	Request To Send (B)	Обратный провод
20	DTE Ready (A)	DTE
21	Remote Loopback	DTE
22	DCE Ready (B)	Обратный провод
23	DTE Ready (B)	Обратный провод
24	Ext. Transmit Signal Element Timing (A)	DTE
25	Test Mode	DCE
362 Глава 16. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
Таблица 10.8. Назначение контактов интерфейсов RSt53OA
Контакт	Цепь	Источник
1	Shield	Общий
2	Transmitted Data (А)	DTE
3	Received Data (A)	DCE
4	Request To Send (A)	DTE
5	Clear To Send (A)	DCE
6	DCE Ready (A)	DCE
7	Signal Common	Общий
8	Receive Line Signal Detector (A)	DCE
9 '	Receive Signal Element Timing (A)	DCE
10	Receive Line Signal Detector (B)	Обратный проВод
И .	Ext. Transmit Signal Element Timing (B)	Обратный провод
12'	Transmit Signal Element Timing (B)	Обратный провод
13	Clear To Send (B)	Обратный провод
14	Transmitted Data (B)	Обратный провод
15	Transmit Signal Element Timing (A)	DCE
16	Received Data (B)	Обратный провод
17	Receive Signal Element Timing (A)	DCE
18 '	Local Loopback	DTE
19	Request To Send (B)	Обратный провод
20	DTE Ready (A)	РТЕ
21	Remote Loopback	,	.,	DTE
22	Ring Indicator (B)	- 	Обратный провод
23 ,	Signal Common (B)	Обратный провод
24	Ext. Transmit Signal Element Timing (A)	DTE 
25	Test Mode	' - 1	DCE
Интерфейс Х.21 является синхронным дифференциальным с уровнями сиг-
налов RS-422. ISO 4903 определяет 15-контактный разъем DB-15 (табл. 10.9).
Синхронизация обеспечивается канальной аппаратурой.
Таблица 10.9. Интерфейс Х.21
Контакт	Цепь	.	. ’ .	Источник
1	Shield	" '	
2	Transmit (А) ,	; 	DTE
3	Control (А)	- ’ .	DTE
‘ 4	Receive (А)	DCE
5 •	Indication (А)	DCE
6	Signal Timing (А)	DCE
7	Unassigned	
I 
?£ у
10.1. Последовательные интерфейсы 363
> Контакт	Цепь	Источник
8	Ground	
9	Transmit (В)	DTE
10	Control (В)	DTE
И	Receive (В	DCE
12	Indication (В)	DCE
13	Signal Timing (В	DCE
14	Unassigned	
15	Unassigned	
Интерфейс V.35 является компромиссной комбинацией дифференциальной
передачи и приема критичных сигналов данных и синхронизации и несиммет-
ричной передачи управляющих сигналов. Дифференциальный передатчик в со-
стоянии mark формирует на проводе В уровень +0,35, на проводе А — уровень
-0,2 В; в состоянии space уровни обратные. Дифференциальный приемник мо-
жет иметь чувствительность 0,01 В. Импеданс приемников и передатчиков
100 Ом. Линейные передатчики управляющих сигналов могут иметь выходные
уровни -3...-25 В (mark) и +3..+25 В (space). Изначально V.35 предназначался
для соединения аппаратуры DTE или DCE на скоростях 48-100 кбит/с, но ши-
роко применяется и для более высоких скоростей — 128 Мбит/с и вплоть до
45 Мбит/с (ТЗ). При скорости 100 кбит/с теоретическая дальность достигает
1200 м, при 10 Мбит/с — 90 м. Типовое ограничение — 600 м при 64 кбит/с.
Применяется только для синхронной передачи.
В интерфейсе применяется дорогой и довольно громоздкий 34-контактный
разъем (20x70 мм в плане, рис. 10.11, а и б), причем фиксаторы могут быть двух
версий — большие (американские) и маленькие (французский или международ-
ный стандарт). Назначение контактов разъема V.35 приведено в табл. 10.10.
Иногда интерфейс V.35 выводится и на обычный 25-штырьковый разъем, рас-
кладка неоднозначна (возможные варианты для разъема DB-25 — а, б, в). Воз-
можно применение и иных типов разъемов. Схема кабеля для соединения двух
устройств с интерфейсом V.35 приведена на рис. 10.11, в.
А--------------А
в--------------в
С------	 с
F--------------F
Е------SZ------Е
н------ -------н
R--------------R
Р---------------Р
т--------------т
s------ -------S
и--------------и
V--------------V
X--------------X
w---------------w
в
Рис. 10.11. Интерфейс V.35: а — розетка, б — вилка, в — кросс-кабель
364 Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
Таблица 10.10. Интерфейс V.35
Контакт,	, Сигнал	Источник	Тип	DB-25		
				а	б	В
А	Chassis Ground (экран)	Обпшй	-		1	1
В	Signal Ground (схемная земля)	Общий	-	/7	ИЗ	7
С	Request to Send	DTE	Лпп.	4	5	4
D	Clear to Send	DCE	Лпп.	5	7	5
Е	Data Set Ready	DCE	Лин.	6 .	9	6
f’	Data Carrier Detect	DCE	Лии.	8	10	8
н	Data Terminal Ready	DTE	Лин.	20		20
J	Local Loopback	DCE	Лин.	22		
к	Local Test	DTE	. -			
L, М, N	He назначены	" 1 1 г	-			
Р	Send Data A (TxD-)	DTE	Диф.	10	2	2
R	Receive Data A (RxD-)	DCE	Диф.	12	4	3
S	Send Data В (TxD+)	DTE	Диф.	9	15	14
Т	Receive Data A (RxD+)	DCE	Диф. ,	11	17	16
и	Terminal Timing A	DTE	Диф.	19	И	24
V	Receive Timing A	DCE	Диф.	23	6 •	17
W	Terminal Timing В	DTE .	Диф.	21 • ’	24	11
X	Receive Timing В	DCE	Диф.	25	19	9
Y	Send Timing A	DCE	Диф.	18	3	15
Z	He назначен	-	-			
АА	Send Timing В	DCE	Диф.	16	16	12
ВВ, СС, DD, ЕЕ, FF, НН, JJ, КК, LL, MM.NN	He назначены	—	— (			
10.1.5.	Высокоскоростной Интерфейс HSSI
Высокоскоростной последовательный интерфейс HSSI (High Speed Serial Inter-
face) был предложен фирмами Cisco Systems и T3plus Networking для синхрон-
ной связи оборудования DTE с DCE на скоростях до 52 Мбит/с (канал STS-1).
Впоследствии с небольшими изменениями принят как стандарт ANSI. Физиче-
ские спецификации описаны в EIA/TIA-613, электрические — в EIA/TIA-612.
Интерфейс использует симметричную передачу сигналов уровнями ЭСЛ (эмит-
терно-связанная логика, ECL) с питанием -5,2 или -5 В. Номинальный высокий
уровень передатчика VOH = -0,9 В, низкий уровень V0L= -1,75 В. Приемники
воспринимают дифференциальные сигналы в диапазоне 150 мВ-1 В при допус-
тимом синфазном напряжении -2,85...-0,8 В. Состоянию «включено» пли «лог.
1» соответствует V0H на лийии «+» и V0L на линии «-». Дифференциальный им-
педанс приемников 110 Ом. 'Длина кабеля может достигать 15 м (тиновая — 2 м).
10.1. Последовательные интерфейсы 365
Используемый тип кабеля — витая пара 28 AWG или 32 AWG (многожильный),
25 пар в общем двойном экране, импеданс 110 Ом. Разъемы — 50-контактные
двухрядные (как в SCSI-2), на кабеле — вилки, на аппаратуре DTE и DCE — ро-
зетки. Назначение сигналов и контактов разъема приведено в табл. 10.11. Не-
смотря на совпадение по разъемам, кабели SCSI в HSSI могут не работать, осо-
бенно на высоких частотах и при значительной длине, поскольку в SCSI
используется кабель с импедансом 70 Ом.
Таблица 10.11. Интерфейс HSSI
Сигнал	Назначение	Источник	Koht.+	Конт.-
RT	Receive Timing — синхронизация приемника	DCE	2	27
RD	Receive Data — принимаемые данные, синхронные c RT	DCE	4	29
ST	Send Timing — синхрднизация передатчика	DCE	6	<	31
ТТ	Terminal Timing — синхронизация от терминала (развернутый сигнал ST)	DTE	9	34
SD	Send Data — данные передачи, синхронные с ТТ	DTE	11	36
ТА	Data Terminal equipment Available — готовность терминала к передаче и приему	DTE	8	33
CA	Data Communications equipment Available — го- товность коммуникационного оборудования к обмену	DCE	3	28
LA .LB *	Loopback circuit А, В — включение диагностиче- ских режимов (заглушек). Сочетание LB, LA оп- ределяет режим: 0 — нормальный, И — локаль- ная «цифровая» заглушка DTE (проверяет ли- нию DTE-DQE), 01 — локальная аналоговая за- глушка (проверка DCE), 10 — удаленная анало- говая заглушка (проверка аналоговой линии)	DTE	10 12	35 37
LC	Loopback circuit С — необязательный сигнал запроса включения заглушки на DTE (DTE ’ установит TT=RT и SD=RD, ST не используется)	DCE	5	30
TM	Test Mode — сигнализация о тестовой режиме (включена заглушка), необязательный сигнал	DCE	24	49
SG	Signal Ground — сигнальная земля		, 1, 7, 13, 19	26, 32, 38, 44
Резерв		DCE	20-23	45-48
Резерв		DTE	14-18	39-43
SH	Shield Direction — экран (оболочка разъема). К «земле» DTE' подключается непосредственно. В DCE может соединяться с «землей» непосред- ственно или через параллельное соединение ре- зистора (470 Ом/0,5 Вт) и двух конденсаторов (0,1 и 0,01 мкФ/50 В)		Кожух	Кожух
Интерфейс HSSI отличается от RS-xxx уровнями сигналов, типом разъемов,
упрощенным интерфейсом управляющих сигналов (всего по одному сигналу го-
товности с каждой, стороны), определением трех режимов тестирования. Син-
хронизация допускает приостановку на неопределенное время (gapped clock).
366	Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
Смена состояния сигналов SD и RD — по положительному перепаду ST и ТТ соот-
ветственно, защелкивание данных — неотрицательному. Допустимый сдйиг ме-
жду фронтом синхросигнала и сменой состояния на передающей стороне не бо-
лее ±3 нс, длительность синхроимпульса не уже 7,7 нс. На приемной стороне
длительность импульса Не менее 6,7 нс, сдвиг не более ±5 нс. Частота не выше
52 МГц. Предполагается в будущем повышение допустимой скорости до 155 Мбит/с
(STS-3).
10.1.6.	Управление потоком данных
Для управления потоком данных (flow control) могут использоваться два вари-
анта протокола — аппаратный и программный.
Аппаратный протокол управления потоком RTS/CTS (hardware flow control)
использует сигнал CTS, который позволяет остановить передачу данных, если
приемник не готов к их приему (рис. 10.12). Передатчик «выпускает» очередной
байт только при включенной линии CTS. Байт, который уже начал передаваться,
задержать сигналом CTS невозможно (это гарантирует целостность посылки).
Аппаратный протокол обеспечивает самую быструю реакцию передатчика на со-
стояние приемника. Микросхемы асинхронных приемопередатчиков имеют не
менее двух регистров в приемной части: сдвигающий, для приема очередной по-
сылки, и хранящий, из которого считывается принятый байт. Это позволяет реа-
лизовать обмен по аппаратному протоколу без потери данных.
I	i
тр п I' ini I m гтттгттп ' j i rm i rm ггпттптл.
------------SS--------
CTS__________________ __________________________________________
’ • 1
Неготовность приемника |-------:--------1
Рис. 10.12. Аппаратное управление потоком
При непосредственном (без модемов) соединении двух устройств DTE аппа-
ратный протокол требует перекрестного соединения линий RTS—CTS.
При непосредственном соединении у передающего терминала должно быть
обеспечено состояние «включено» на линии CTS (соединением собственных ли-
ний RTS—CTS). В противном случае передатчик буДет «молчать».1'
Программный протокол управления потоком XON/XOFF предполагает наличие
двунаправленного канала передачи данных. Работает протокол следующим обра-
зом: если устройство, принимающее данные, обнаруживает причины, по кото-
рым оно не может их дальше принимать, оно по обратному последовательному
каналу посылает байт-символ XOFF (13h). Противоположное устройство, приняв
этот символ, приостанавливает передачу. Когда принимающее устройство снова
становится готовым к приему данных, оно посылает символ XON (llh), приняв
который, противоположное устройство возобновляет передачу. Время реакции
передатчика на изменение состояния приемника по сравнению с аппаратным
10.2. Протоколы последовательной Передачи 367
протоколом увеличивается по крайней мере на время передачи символа (XON
или XOFF) плюс время реакции программы передатчика. на прием . символа
(рис. 10.13). Из этого следует, что данные без потерь могут приниматься только
приемником, имеющим дополнительный буфер принимаемых данных и сигна-
лизирующим о неготовности заблаговременно (еще при наличии в буфере сво-
бодного места).
тр 1Г1-1111и11ПИ1111111гттгтттп11111111т V1 .	1___iiiiiiiini
RD____________nrrmmi_______i v, гтптптт !
;	xoff ;	;	;	xon ;	;
' Неготовность !__j______]____ __|	]	•	]
приемника I ]	1
«II	III
Программен реакция 1____1	1	
передатчика на XON/XOFF ।	।	।	।
Рис. 10.13. Программное управление потоком XON/XOFF
Преимущество программного протокола заключается в отсутствии необходи-
мости передачи управляющих сигналов интерфейса — минимальный кабель для
двустороннего обмена может иметь только 3 провода (см. рис. 10.10, а на
стр. 359). Недостатком, кроме требования наличия буфера и большего времени
реакции (снижающего общую производительность канала изтза ожидания сигнала
XON), является сложность реализации полнодуплексного режима обмена. В этом
случае из потока принимаемых данных должны выделяться (и обрабатываться)
символы управления потоком, что ограничивает набор передаваемых символов.
10.2.	Протоколы последовательной
передачи
Для использования последовательных интерфейсов в сетях передачи данных су-
ществует множество протоколов, в основном относящихся ко второму уровню
OSI.
10.2.1.	Протоколы HDLC, SDLC и LAPB
Протоколы HDLC (High-level Data Link Control — высокоуровневое управление
звеном передачи данных) и SDLC (Synchronous Data Link Control — управление
синхронным звеном данных) отвечают второму уровню модели OSI. Они обес-
печивают безошибочную передачу данных между узлами сети — данные, вло-
женные вышестоящим протоколом, будут точно и без потерь приняты получате-
лем и в том же виде выданы на его вышестоящий протокольный уровень.
Протоколы предназначены для связи одного первичного узла (primary) С одним
или более вторичными узлами (secondaries). Первичный узел в определенном
порядке опрашивает вторичные узлы, и если у вторичного узла есть готовые
368 Глава 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
выходные данные, первичный разрешает ему передачу. Свои выходные данные
первичный узел передает по своему усмотрению. Первичный узел управляет
соединением, вторичные ему подчиняются. Протоколы обеспечивают контроль
потока данных (flow control) — передача осуществляется лишь при готовнос-
ти приемника. Протоколы оперируют кадрами, формат которых приведен на
рис. 10.14
Над	Header		Data	CRC	Flag
01111110	Address	Control		... ..	01111110
а 1-кадр					
	RSN	1 P/F	SSN		0
S-кадр					
	RSN	1 P/F	FC	L о 	1
U-кадр					
	FC	1 P/F	|	FC	I i	1 o
б
Рис. 10.14. Формат кадра HDLC и SDLC: а — структура кадра,
б — стуктура поля Control
в Поле Flag (01111110b) является маркером начала кадра, логическое коди-
рование данных исключает появление такой цепочки бит в других полях. ‘
S Заголовок Header состоит из двух полей:
□	Поле Address (1 или 2 байта) представляет адрес узла отправителя или
получателя пакета (протокол позволяет использовать одну линию мно-
жеству устройств).
□	Поле Control (1 или 2 байта) несет управляющую информацию (тип Па-
кета, циклический номер и т. п.).
ж Поле Data несет «полезные данные». Для HDLC (бит-ориентированно-
го) — это цепочка бит произвольной длины, не обязательно организован-
ных в байты. В SDLC поле данных содержит целое число байт.
®	Поле CRC (обычно 2 байта) служит для контроля достоверности.
Я Поле Flag (01111110b) завершает кадр;	‘ -
Из битовых последовательностей, относящихся к полям заголовка, данных и
CRC, исключаются длинные последовательности «1» техникой вставки бит (bit
stuffing). На приемной стороне вставленные биты извлекаются, чем обеспечива-
ется полная прозрачность по данным. При отсутствии кадров для передачи в ка-
нал постоянно передается последовательность флагов, причем она может переда-
ваться как в полной 8-битной форме (01111110 01111110...), таки в сокращенной
7-битной, используя «общие» нули (011111101111110...). Последовательность
8-14 смежных «1» сигнализирует о покое канала, 15 и более «1» — признак ава-
рийного завершения.	<	,	,
10.2. Протоколы последовательной передачи 369
. * По значению 1.-2 младших бит управляющего поля различают три типа кад-
ров:	> 1
К Информационный (1-кадр) несет данные верхнего уровня. Поле RSN (recei-
ve sequence number) содержит номер кадра, ожидаемого при приеме; поле
SSN (send-sequence number) — номер передаваемого кадра. Бит P/F (poll
final) обеспечивают надежность доставки и контроль потока. Первичный
узел использует этот бит для требования немедленного ответа, вторич-
ный — для указания на последний кадр в текущем ответе.
Ж Супервизорный (S-кадр) передает управляющую информацию в полях FC
(Function Code), информационное поле отсутствует. Позволяет запросить,
приостановить передачу, передать сообщение состояния, подтвердить при-
ем 1-кадров.
В Ненумерованый (U-кадр) используется для целей управления (например,
для инициализации вторичных узлов). Управляющее поле может иметь
длину 1 или 2 байт, возможно использование информационного поля.
Протокол весьма эффективен, накладные расходы на контроль потока, конт-
роль достоверности и повторные передачи невелики. Контроль доставки осуще-
ствляется по технологии скользящего окна — обычно подтверждение может за-
паздывать на 7 кадров, для спутниковой связи размер окна увеличивают до
128 кадров. Допустимый размер поля данных зависит от разрядности поля CRC:
2-байтное поле достаточно для достоверной, передачи до 4096 байт данных, 4-
байтное позволяет увеличить размер блока до 16 К.
Протокол SDLC (вариант HDLC NRM) является байт-ориентированным. Его
набор команд несколько отличается от HDLC для поддержки Дополнительных
конфигураций. Формат кадра по сравнению с HDLC имеет ограничения: поля
адреса и управления — только однобайтные, поле данных может иметь только
целое число байт. SDLC поддерживает разные типы линий связи и топологий.
Он может работать в полу- и полнодуплексных режимах, в сетях с коммутацией
цепей или коммутацией пакетов. Возможные конфигурации:
® двухточечная (point-to-point) — два узда, один — первичный, другой —
вторичный;
‘ Ж многоточечная (multipoint) — один первичный соединен с множеством
вторичных;
*	кольцевая (loop) — первичный соединен с первым и последним из цепоч-
ки вторичных. Вторичные передают запросы от первичного друг к другу;
ж централизованная (hub go-ahead) — определяются входные (inbound) и
выходные (outbound) каналы. Первичный узел использует выходной ка-
нал для передачи к вторичным. Вторичные используют входной канал для
связи с первичным.
Протокол SDLC Является подмножеством протоколов HDLC, но эти прото-
колы имеют несколько отличий:
в HDLC поддерживает только двухточечную и многоточечную конфигурации,
ж HDLC имеет опцию 32-битног*о поля CRC.
370	Глара 10. Интерфейсы и протоколы глобальных сетей
*	SDLC поддерживает только один режим передачи (NRMb терминах
HDLC), HDLC может поддерживать три режима передачи:
□	NRM (Normal Response Modfe — нормальный режим ответа) — вторич-
ные узлы Не могут связываться с первичный без получения разреше-
ния.
i
□	ARM (Asynchronous Response Mode — асинхронный режим ответа) —
вторичные узлы могут инициировать связь с первичным без получения
разрешения.
□	ABM (Asynchronous Balanced Mode — асинхронный симметричный
режим). Здесь вводится понятие комбинированного узла (combined
node), который может работать первичным или вторичным в зависимо-
сти от ситуации. Комбинированный узел может начинать передачу
независимо от остальных узлов.
Протокол LAPB (Link-Access Procedure, Balanced — симметричная процедура
доступа к звену данных) — бит-ориентированный синхронный протокол, обеспе-
чивающий прозрачную передачу данных в полнодуплексном режиме между дву-
мя равноправными точками. Использует тот же формат, что и SDLC и HDLC, но
несколько иное назначение у бита Р/F. Здесь поддерживается только режим
АВМ — связь между равноправными узлами. Инициатор обмена становится пер-
вичным узлом, отвечающая сторона — вторичным. Протокол обычно используют
для связи с сетями пакетной коммутации Х.^5.
10.2.2. Протоколы PPP, MLPPP, BOD
Протокол РРР предназначен для передачи трафика протоколов сетевого уровня
(первоначально — IP) через двухточечные соединения. РРР также устанавливает
стандарт на назначение и управление IP-адресами, асинхронную (старт/стоп-
ную) и синхронную (бит-ориентированную) инкапсуляцию, мультиплексирование
сетевых протоколов, конфигурирование и тестирование соединений, обнаруже-
ние ошибок и дополнительные предварительно согласованные сетевые функции
(согласование сетевых адресов, сжатие данных и др.). Эти функции обеспечива-
ются расширяемым протоколом LCP (Link Control Protocol — протокол управ-
ления связью) и семейством NCP (Network Control Protocols — протоколы
управления сетью). Кроме IP, РРР поддерживает и иные протоколы, включая
IPX и DECnet.
Установление связи начинается с обмена кадрами протокола LCP, с помо-
щью которых линия конфигурируется и (необязательно) тестируется. На этом
же этапе выполняется и аутентификация пользователя, где может использовать-
ся протокол PAP (Password Authentication Protocol), пересылающий имя и
пароль в открытом виде, или CHAP (Challenge-Handshake Authentication Proto-
col), в котором имя и пароль зашифрованы. После установления соединения и
настройки его параметров с помощью кадров протокола NCP конфигурируются
выбранные сетевые протоколы. После этого пакеты сетевого уровня выбранного
протокола могут пересылаться через соединение «прозрачно». Соединение оста-
ется активным до его явного закрытия кадрами LCP или NCP или до какого-либо
10.2. Протоколы последовательной передачи
внешнего события (например, срабатывания таймера неактивности или вмеша-
тельства пользователя). Конкретные сетевые протоколы могут конфигурировать-
ся и отключаться в течение всего времени соединений, независимо друг от друга.
РРР способен работать через любой интерфейс DTE/DCE (RS-232C, RS-422,
RS-423, V.35). Требуется лишь дуплексная связь'по выделеной или коммутируе-
мой линии в асинхронном или синхронном режиме, прозрачная для кадров LLC.
На скорость обмена ограничений нет. •
Флаг	Заголовок			Данные	Контрольный код	Флаг
01111110	11111111	00000011 |	Protocol	Data	CRC	01111110
Рис. 10.15. Формат кадра РРР
Формат кадра РРР приведен на рис. 10.15, для инкапсуляции используется
формат HDLC (см. выше). Здесь в качестве адреса всегда используется байт
«11111111» -- признак широковещательного адреса, поскольку узлы РРР не
Имеют индивидуальных адресов. -В поле управления — фиксированное значение
«00000011», означающее обмен ненумерованными пакетами (аналогично серви-
су LLC1). Двухбайтное поле Protocol идентифицирует протокол, данные которо-
го инкапсулированы в поле Data. Поле данных по умолчанию при двухбайтном
CRC может иметь длину до *1500 байт. Возможно применение 4-байтного поля
CRC, при этом поле данных может быть длиннее.
Протокол MLPPP (MultiLink РРР) позволяет для связи двух точек использо-
вать несколько параллельных независимых каналов. Благодаря этому можно
увеличивать полосу пропускания двухточечного соединения (Пропускная спо-
собность каналов суммируется) и/или повышать надежность связи за счет ре-
зервирования каналов. Физические каналы, объединяемые в единый логический
канал, могут быть и разнородными. MLPPP предполагает статическое конфигу-
рирование каналов на этапе конфигурирования соединения протоколом LCP.
Протокол BOD (Bandwidth On Demand), как это следует из названия, позволяет
динамически наращивать число физических каналов по требованию повыщения
полосы пропускания. В дальнейшем количество каналов может и сокращаться.
Благодаря' этому удается более рационально' использовать физические каналы
из общего разделяемого «банка» каналов. ,
Глобальные сфги
*Л-
и технологии
В этой главе рассмотрены телефонные сети — классические аналоговые и циф-
ровые, принципы их работы и использование для передачи данных через моде-
мы, включая технологии xDSL. Далее рассмотрены цифровые сети с интегриро-
ванным сервисом (ISDN), а также глобальные сети передачи данных Х.25 и
Frame Relay. В завершении главы рассмотрена технология ATM — как мощная
транспортная магистраль и средство объединения оборудования локальных
сетей.
11.1.	Телефонные сети
и их использование
для передачи данных
Традиционные телефонные сети сокращенно называют ТфОП (телефония обще-
го пользования). В зарубежной литературе они именуются PSTN (Public Switc-
hed Telephone Network — коммутируемая телефонная сеть общего пользования)
или POTS (Plain Old Telephone Service — старый «плоский» телефонный сер-
вис). Совместимость телефонных сетей на международном уровне обеспечивает-
ся благодаря усилиям Международного комитета по стандартизации в области
телефонии и телеграфии МККТТ (CCITT, ныне ITU).
Обычная телефонная сеть обеспечивает пропускание голосового сигнала
между абонентами с диапазоном частот до 3,1 'кГц, что является вполне доста-
11.1. Телефонные сети и их использование для передачи данных	373
точным для нормального разговора. Для связи с абонентами используется двух-
проводная линия, по которой сигналы обоих абонентов во время разговора идут
одновременно во встречных направлениях. Телефонное оборудование имеет спе-
циальные средства разделения сигналов и эхоподавления (echo cancellation), ко-
торые препятствуют прослушиванию абонентом сигнала от собственного микро-
фона. Эхо-отражения возникают на всех «перевалочных пунктах» телефонного
тракта. Кроме передачи звукового сигнала, телефонная сеть поддерживает опре-
деленную систему сигнализации, обеспечивающую, по крайней мере, элементар-
ные функции — определение снятия трубки абонентом, отработку набора номера,
коммутацию, вызов, установление соединения по ответу абонента (собственно
разговор), разъединение. Есть и дополнительные функции (например, АОН —
определение номера вызывающего абонента), и более интеллектуальные, кото-
рые реализуются в «продвинутых» телефонных системах.
Телефонная сеть состоит из множества станций, имеющих иерархические со-
единения между собой. Коммутаторы этих станций прокладывают путь между
АТС вызывающего и вызываемого абонента под управлением информации, пре-
доставляемой системой сигнализации. Магистральные линии связи между теле-
фонными станциями должны обеспечивать возможность одновременной передачи
большого количеству информации (поддерживать большое количество соедине-
ний). Выделять для каждого соединения отдельную линию крайне расточительно,
и для более эффективного использования физических линий применяют не-
сколько методов. Раньше всех начали использовать метод частотного уплотне-
ния каналов (FDM — Frequency Division Multiplexing) — по одному кабелю ста-
ли передавать множество каналов, в которых низкочастотный голосовой сигнал
модулировал сигнал высокочастотного генератора. Каждый канал имеет собст-
венный генератор, и частоты этих генераторов разнесены друг от друга настолько,
чтобы передавать сигналы в полосе до 3,1 кГц с приемлемым уровнем разделе-
ния друг от друга. Аналоговые схемы уплотнения весьма капризны и критичны к
уходу параметров элементов (от изменения температуры, влажности и просто
старения), в результате чего страдает качество передачи, возрастает уровень пе-
рекрестных помех.
Впоследствии для магистральных передач стали применять цифровые мето-
ды. Для этого аналоговый сигнал от абонентской линии на телефонной станции
оцифровывается и далее в цифровом виде доставляется на телефонную станцию
адресата. Там он обратно преобразовывается и передается в аналоговую абонент-
скую линию. Для обеспечения двусторонней связи на телефонной станции каж-
дое окончание абонентской линии имеет пару преобразователей — АЦП (анало-
го-цифровой) и ЦАП (цифро-аналоговый). Цифровые «путешествия» сигналов
по сложным телефонным сетям гораздо меньше подвержены помехам, причем
качество связи в отличие от аналоговых методов теоретически не ухудшается с
увеличением дальности передачи. Для голосовой связи со стандартной полосой
пропускания (3,1 кГц) принята частота квантования 8 кГц (по теореме Котельни-
кова она должна быть как минимум в 2 раза больше максимальной частоты пре-
образуемого сигнала). Приемлемый динамический диапазон (отношение макси-
мального сигнала к минимальному) обеспечивается при 8-битном преобразо-
вании. Итого получается, что каждый телефонный канал требует скорости переда-
чи данных в 64 кбит/с (8 бит х 8 кГц). Такой способ оцифровки речевого сигнала
374 Глава 11. Глобальные сети и технологии
закреплен стандартом G.711. Здесь двоичная информация представляет значе-
ния амплитуды выборок, что называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ)
или PCM (Pulse Code Modulation).
Часто для передачи сигнала ограничиваются и 7-битными отсчетами, а вось-
мой (младший) бит «крадут» для целей сигнализации. В таком случае чисто го-
лосовой поток сокращается до 56 кбит/с. В сетях ISDN (подробнее см. 11.2) пре-
образователи (ЦАП и АЦП) вынесли в абонентские телефонные аппараты, в
результате по всем линиям связи этой сети передается только цифровая инфор-
мация, что и обеспечивает высокое качество связи (отсутствие помех) практиче-
ски независимо от дальности (в пределах охвата сети).
Цифровые потоки от множества абонентов на телефонных станциях мульти-
плексируются в каналы различной емкости, соединяющие телефонные станции
между собой. На другом конце канала производится демультиплексирование —
выделение требуемого потока из канала. Мультиплексирование и демультиплек-
сирование, естественно, производится на обоих концах одновременно, поскольку
телефонная связь двусторонняя. Мультиплексирование осуществляется с помо-
щью разделения во времени (TDM — Time Division Multiplexing). В магистраль-
ном канале информация организована в виде непрерывной последовательности
кадров (порций двоичных данных фиксированного формата). Каждбму абонент-
скому каналу в каждом кадре отводится тайм-слот — интервал времени, в тече-
ние которого передаются данные этого канала. Кроме данных каналов в кадре
присутствует и служебная информация, необходимая для синхронизации и под-
держки системы сигнализации.
Цифровые каналы различной емкости образуют иерархии каналов, в которых
старшие каналы включают в себя целое число младших. В большинстве стран
(включая и Россию) используется международный стандарт и ряд каналов Е1/
Е2/ЕЗ/Е4; в США, Канаде и Японии - Т1/Т2/ТЗ/Т4.
11.1.1.	Аналоговые коммутируемые линии
и телефонные аппараты
Коммутируемые линии (dial-up lines) являются наиболее распространенным
внешним интерфейсом телефонной сети. Эти линии являются аналоговыми, по
одной двухпроводной линии передаются сигналы в обоих направлениях (прием
и передача). Коммутируемые линии обеспечивают прохождение сигнала (рече-
вого или данных через модем) в полосе частот шириной 3,1 кГц (300-3400 Гц), а
также поддерживают сигнализацию, принятую для аналоговой телефонии. Ком-
мутируемые линии позволяют устанавливать временные соединения с любыми
абонентами телефонной сети в пределах возможностей, предоставляемых АТС, к
которой произведено подключение. В качестве соединителей при подключении
абонента в нашей стране широко используются 4-контактные разъемы, изобра-
женные на рис. 11.1, а. Эти разъемы могут иметь размыкатели и дополнитель-
ный конденсатор, используемые в некоторых специфических случаях примене-
ния. Как правило, используется только одна пара контактов. На зарубежной
аппаратуре широко используется RJ-11 — 6-позиционный модульный коннектор
с четырьмя контактами, из которых используется только средняя пара.
11.1. Телефонные сети и их использование для передачи данных 375
Рис. 11.1. Розетки для телефонных линий: а — стандарт бывшего СЭВ, б — международный
Рис. 11.2. Упрощенная схема телефонного аппарата (трубка снята)
Упрощенная схема стандартной нагрузки линии — телефонного аппарата —
приведена на рис. 11.2. В состоянии покоя (idle) аппаратура АТС посылает в ли-
нию напряжение постоянного тока 60 В через ограничительные резисторы с сум-
марным сопротивлением 700-1500 Ом и следит за током в линии. При опущен-
ной трубке (on-hook) КТ переключается и подключает через конденсатор
вызывное устройство (Зв), при этом телефон не нагружает линию по постоянно-
му току. Для вызова абонента АТС посылает серию импульсов амплитудой око-
ло 120 В с частотой 25 Гц. Эти импульсы через конденсатор проходят в обмотку
звонка и вызывают колебания молоточка. При снятой трубке (off-hook) к линии
подключается разговорный узел (это положение показано на рисунке), его со-
противление постоянному току около 150-600 Ом. Разговорный узел содержит
микрофон, телефон и схему подавления просдушивания сигнала собственного
микрофона. Для предотвращения травм органов слуха предусмотрен ограничи-
тель напряжения звукового сигнала. Подключение разговорного узла приводит к
протеканию постоянного тока в линии, что позволяет станции фиксировать факт
снятия трубки. По снятии трубки станция посылает непрерывный тональный
сигнал ответа (425 Гц) и готовится принять сигналы набора номера. В это время
(а также во время разговора после установления соединения) на нагрузке теле-
фона падение напряжения около 5г-15 В постоянного тока, и на фоне этого уровня
переменная составляющая (звуковой сигнал разговора) имеет амплитуду порядка
десятков-сотен милливольт. Отбой (вешание трубки, on-hook) сигнализируется
разрывом цепи для постоянного тока. На данной схеме показаны цепи импульс-
ного набора номера (pulse dialing). При наборе номера (трубка снята) разговор-
ный узел отключается контактом КН-1. Во время «взвода» диска контакт КН-2
замыкается, во время обратного хода он п раз размыкается (по одному разрыву
на единицу набираемой цифры, 0—10 разрывов). После окончания набора циф-
ры контакты КН-1 снова подключают разговорный узел. Длительность (60 мс) и
частота (10±1 имп/с) разрывов стандартизованы и расчитаны на время срабаты-
376
Глава 11. Глобальные сети и технологии
вания шаговых искателей «древних» станций. Импульсный набор ради обеспече-
ния совместимости со всеми телефонами поддерживается всеми АТС. О резуль-
тате коммутации станция сигнализирует короткими гудками «занято» (busy) —
тональный сигнал 425 Гц, длительность посылки и паузы 0,35 с или длинными
гудками (1с посылка, 3 с пауза), синхронными (как правило) с сигналами, вы-
зывающими абонента. Временная диаграмма сигналов на внешних контактах те-
лефонного аппарата в разных стадиях показана на рис. 11.3.
Рис. 11.3. Временная диаграмма работы телефонного аппарата с импульсным набором
При тональном наборе {tone dialing) каждая цифра кодируется парой цз вось-
ми тональных частот звукового диапазона, передаваемых телефоном' в линию.
Допустимы 16 комбинаций, которые позволяют кодировать 10 цифр и дополни-
тельные символы (кнопки #, *) для получения дополнительного сервиса от АТС.
Тональный набор выполняется гораздо быстрее (один символ передается за
40 мс) и надежнее, но поддерживается еще не всеми АТС. Возможность тональ-
ного набора имеют большинство моделей «кнопочных» телефонов, но для сов-
местимости со старыми АТС они позволяют переключаться и на импульсный.
Тональный набор позволяет вводить и дополнительные цифры для выбора одно-
го из абонентов мини-АТС, подключенной к обычной телефонной линии. До-
полнительные цифры набираются вызывающим абонентом после установления
соединения с мини-АТС по обычному номеру, после специального приглашения
автоответчика мини-АТС.
Для сблокированых телефонов одна двухпроводная линия от АТС обслуживает
двух абонентов с разными номерами поочередно. Для разделения линий исполь-
зуется пассивное устройство-блокиратор — два однополупериодных выпрямите-
ля сигнала с линии от АТС (рис. 11.4). Здесь АТС использует положительную
полярность сигнала для работы с абонентом-1 и отрицательную — для работы с
абонентом-2. Когда приходит внешний вызов, его сигнал станция посылает в по-
лярности, соответствующей вызываемому абоненту. Для опроса состояния (под-
нята-опущена трубка) АТС чередует полярность опрашивающего напряжения с
низкой частотой (этот рокот можно услышать, если в момент плавного снятия
трубки контакты включения трубки сработают раньше, чем замыкающие контак-
ты нагрузочного резистора). Как только обнаружена снятая трубка у одного из
абонентов, станция останавливает чередование опроса на «его» полярности и ра-
ботает вышеописанная сигнализация. Блокирование (спаривание) телефонов
11.1. Телефонные сети и их использование для передачидаиных 377
позволяет экономить физические линии, но имеет ряд очевидных неудобств*,
абоненты могут пользоваться телефонами лишь поочередно, «захватывая» ли-
нию на время до «отбоя». Для внешних звойков к абоненту линия представляет-
ся занятой как во время его разговора, так и во время разговора соседа. Сблоки-
рованные линии «не любят» некоторые модели модемов.
Абонент-1
Абонент-2
Рис. 11.4. Сблокированные телефонное линии
Для автоматического определения номера (АОН) вызывающего абонента
имеется специальная система сигнализации, поддерживаемая большинством
отечественных АТС. Ее работу иллюстрирует диаграмма на рис. 11.5. Когда теле-
фон с АОН получает вызывной сигнал, ой до подключения разговорного узла
включает цепь, на которой падает напряжение около 24 В, и через 250-275 мс в
линию посылает тональный сигнал «запрос». Этот сигнал должен иметь частоту
500 Гц и длительность 100 мс. В ответ на этот сигнал АТС передает несколько
раз повторяющийся пакет из десяти двухчастотных посылок, в котором сообща-
ется категория и 7-значный номер вызывающего абонента. Каждая посылка про-
должается 40 мс и содержит две из шести возможных тональных частот (700,
900, 1100, 1300, 1500 и 1700 Гц). Таким образом кодируются цифры 0-9 и слу-
жебные символы «начало» и «повтор». Символ «начало» обрамляет пакет, сим-
вол «повтор» используется, если последующая цифра повторяет предыдущую
(чтобы облегчить выделение посылок). После приема ответа АОН может имити-
ровать (для вызывающего абонента) длинные гудки, в это время вызываемый
абонент может решить, снимать трубку или нет, включить автоответчик и т. п.
На время разговора (или работы автоответчика) включается РУ с обычным со-
противлением и напряжение падает до 5-15 В. Отбой выполняется обычным об-
разом. Для зарубежных АТС аналогом возможности АОН (которая первона-
чально не предназначалась для широкого круга пользователей) является услуга
идентификации вызывающего абонента (Caller Id), предоставляемая только
цифровыми станциями. Она работает по совсем иному протоколу.
Современные кнопочные телефоны, а также модемы и факс-модемы отраба-
тывают телефонную сигнализацию по вышеописанной схеме. Коммутирующими
элементами у них могут быть электронные ключи или малогабаритные реле (их
щелчки на модемах хорошо слышны при работе), вместо электромагнитного
звонка применяется электронный генератор сигнала, традиционный угольный
микрофон может заменяться электретным с усилителем. Схемотехнически они
могут заметно отличаться от-вышеприведенной схемы, но всяко должны обеспе-
чивать сопротивление постоянному току йри повешенной трубке (и в момент
прерывания при наборе номера) не менее 250 кОм, во время набора номера (в
фазе замыкания) — не более 50 Ом.
378 Глава 11. Глобальные сети и технологии
U, В
120.
Вызов
60..
24.
Работа АОН
◄--------------------------------------------
Ответ
станции Имитация вызывных гудков
Трубка ’§
поднята. *£
Рис. 11.5. Последовательность сигналов при автоматическом определении номера
Параметры сигналов зарубежных АТС и выпускаемых для них телефонов не-
сколько отличаются от отечественных: номинальное напряжение 40 В, вызыв-
ные импульсы — до 90 В, уровень звукового сигнала при разговоре ниже. Из-за
этих различий, например, абонент отечественного телефона хуже слышит або-
нента импортного телефона, а абоненту импортного телефона слышно первого
Лучше. Из-за слишком большой амплитуды вызывного напряжения (ца некото-
рых АТС она может достигать 200 В) аппараты могут выходить из строя. Защита
линии от перенапряжения с помощью стабилитронов или варисторов в этом слу-
чае не позволит дозвониться до «защищенного» абонента: при большой ампли-
туде импульсов ток потечет через ограничитель и станция зафиксирует это как
снятие трубки. Далее подается обычное напряжение (ниже ограничения), ток
прекращается и станция фиксирует отбой. Выходом в такой‘ситуации может
быть применение схемы «стабилизатора вызывного напряжения» (рис. 11.6), с
помощью которой автор сумел подключить модем с защитой от перенапряжений
к лйнии от «ретивой» АТС. Любопытным оказался факт, что ограничитель на-
пряжения был спрятан в кабеле, прилагавшемся к модему (с виду — обычный
шнур с вилками RJ-П). Схема не претендует на оптимальность решения, но ра-
ботает.
Транзисторь! КТ 504, КТ 506
Рис.’ 11.6.’ Стабилизатор вызывного напряжения
На линиях отечественных АТС рекомендуется использовать оборудование,
специально адаптированное для Нашей страны (и сертифицированное Мини-
стерством связи).
11.1. Телефонные сети и их использование для передачи данных	379
11.1.2.	Аналоговые выделенные линии
Выделенные, или арендуемые линии (leased lines) позволяют установить постоян-
ное двухточечное соединение. Соединение устанавливается на этапе конфигури-
рования линии ее владельцем (обычно телефонной компанией) по заказу арен-
датора (в принципе, выделенные линии могут принадлежать и пользователю).
В отличие от аналоговых коммутируемых, вариантов выделенных линий может
быть несколько:
ж «Непогруженные» линии, или физические линии, представляют собой це-
почки 'физических пар проводов, соединяющих конечные узлы. Эти це-
почки могут состоять из нескольких отрезков кабелей, проложенных меж-
ду абонентами и коммутационными центрами, где они кроссируются
(соединяются между собой). Организация ненагруженных линий требует
наличия свободных пар проводов по всему тракту между конечными або-
нентами. 'Полоса пропускания и затухание зависят от дальности связи
(чем дальше, тем уже полоса и больше затухание) и качества физических
линий (включая качество кроссировкй). -
И «Нагруженные» линии представляют собЬй абонентские окончания (физи-
чески выделенные пары), между которыми может находиться активная ап-
паратура уплотнения каналов, аналоговая или цифровая. Нагруженные
линии обеспечивают стандартную полосу частот (3,1 кГц), но в зависимо-
сти от типа (цифровая или аналоговая) аппаратуру уплотнения и дально-
сти (при аналоговом уплотнении) будут вносить в той или иной мере спе-
цифические искажения (неравномерность АЧХ, фазовый сдвиг, уровень
эхо-сигналов). В принципе возможна аренда и широкополосного канала с
полосой 48 кГц (60... 108 кГц), предназначенного для передачи 12 тональ-
ных (по 3,1 кГц) каналов вместе с их сигнализацией, но ее используют
редко (это наследие уходящей аналоговой телефонии с частотным уплот-
нением). К широкополосным линиям подключают либо широкополосный
модем, либо многоканальное телефонное оборудование (английское со-
кращение РВХ —Private Branch exchange).
® Двухпроводные аналоговые окончания используют одну пару проводов для
передачи в обе стороны. Для них задача разделения сигналов решается в
абонентских устройствах.
"ж Четырвхпроводные аналоговые окончания предоставляют две пары прово-
дов для передачи во встречных направлениях. В случае нагруженных ли-
ний разделение потоков выполняется на стороне АТС.
Для передачи данных по выделенным линиям используют специальные моде-
мы, называемые также модемами для физических линий.
11.1.3.	Учрежденческие и малые АТС
Организации могут подключать свои телефоны к ТфОП не напрямую, а через
собственные мини-АТС (рис. 11.7). Если в организации основное число перего-
воров — местные, то использование мини-АТС позволяет экономить средства за
380 Слава 11. Глобальные сети и технологии
счет сокращения числа довольно дорогих (по установке и абонентской плате)
внешних телефонных линий. Под мини-АТС -здесь понимается два класса
устройств, в зарубежной литературе обозначаемых как РВХ (Private Branch exc-
hange) и key system.
Канал 4
к АТС
УАТС (РВХ)
Рис. 11.7. Подключениетелефонных аппаратов к городской сети: а — через УАТС (РВХ),
б — через малую АТС (key system)
РВХ соответствует понятию УАТС (учрежденческая АТС). Эти телефонные
станции обеспечивают автоматические соединения внутренних телефонов меж-
ду собой, а также выход р общую сеть и прием внешних вызовов. В общей сети
для РВХ выделяется массив номеров для воех или части внутренних абонентов.
Зачастую дополнительные сервисные возможности УАТС (переадресация вызо-
вов, ожидание, конференции и т. п.) гораздо щире, чем у общей телефонной сети.
По аналогии с компьютерными сетями можно сказать, что УАТС выполняет
функции коммутатора и маршрутизатора с настраиваемыми фильтрами (напри-
мер, запрет выхода определенных абонентов на городскую/междугородную/
международную телефонную связь). РВХ к общей телефонной сети подключает-
ся, как правило, через линии Т1/Е1 или более емкие каналы (раньше использо-
вались широкополосные аналоговые выделенные линии).
Малые АТС (Key Systems) выполняют те же функции, что и УАТС, но под-
ключаются к общей сети несколькими обычными (аналоговыми) линиями. Ма-
лые АТС обеспечивают разделяемое использование этого небольшого количест-
ва линий множеством подключенных к ним телефонных аппаратов. Малые АТС
имеют несколько портой для подключения к другим (городским) АТС (порты
типа FXS). Эти порты для внешней АТС выглядят как обычные телефонные ап-
параты. Абонентские аппараты подключаются к портам типа FXO (активным),
эти порты для телефонных аппаратов выглядят, как линии обычных АТС.
Для современных офисных АТС четкое разделение на Эти категории по под-
ключениям к ТфОП проследить трудно, поскольку АТС в базовом комплекте
может подключаться к нескольким (2—16) аналоговым линиям и иметь возмож-
ность установки модулей с интерфейсами ISDN (BRI или PRI) и Е1, о которых
будет сказано ниже.
Абонентские аппараты, подключаемые к офисным АТС, могут быть разных
типов:
9 стандартные аналоговые, подключаются двухпроводными линиями;
Я гибридные аналого-цифровые, подключаемые четырехпроводными линия-
ми. Здесь для речевого сигнала и стандартной телефонной сигнализации
11.1. Телефонные сети и их использование для передачи данных
используется аналоговый интерфейс (1 пара), а для сервисных функций —
 цифровой (отдельная пара);
» цифровые, с 4-проводным интерфейсом ISDN.
Сервисные возможности мини-АТС здесь рассматривать не будем, отметим
только, что для некоторых расширенных функций требуется применение специ-
альных «системных» телефонов, а в ряде случаев и прокладка 4-проврдных
(2-парных) линий связи между мини-АТС и локальным абонентом.
11.1.4.	Иерархии цифровых каналов
Элементарный цифровой канал телефонной сети DS0 — дуплексный со скоро-
стью 64 кбит/с в каждом направлении, обеспечивает передачу голосовых данных
по G.711 (8 бит, 8 кГц). Для одновременной передачи потоков от нескольких ка-
налов по одной цифровой линии связи применяют мультиплексирование с разде-
лением во времени TDM (Time Division Multiplexing). При этом в мультиплек-
сированной линии байты элементарных каналов последовательно чередуются (se-
quential byte interleaving). Каналы DS0 по такой схеме мультиплексируются в
каналы DS1, емкость которых различна для европейского (международного, ко-
торый действует и в России) стандарта (Е1) и американского (Т1). Канал Е1 со
скоростью передачи 2,048 Мбит/с состоит Из 30 каналов DS0 И двух дополни-
тельных каналов 64 кбит/с, несущих управляющую информацию.
Канал Т1 со скоростью 1,544 Мбит/с состоит из 24 каналов DS0. Информа-
ция в каналах Е1/Т1 организована в виде кадров, непрерывно следующих друг за
другом. В каждом кадре представлены байты от каждого элементарного канала, а
также имеются служебные поля для синхронизации. Положение байт каждого
элементарного канала в кадре канала DS1 строго фиксировано. Группы кадров
могут логически объединяться в более крупные образования (суперкадры). Фор-
маты кадров и их логических объединений для стандартов Е1 и Т1 различны.
Для магистральных линий требуются средства мультиплексирования кана-
лов DS1 в каналы большей емкости, для чего была разработана иерархия цифро-
вых каналов. В Европе и Америке действуют различающиеся стандарты, в табли-
це 11.1 приведено число голосовых каналов N (по 64 кбит/с) и суммарная
скорость передачи данных.
Таблица 11.1. Иерархии плезиохронных цифровых каналов
Канал	Европейский стандарт ’				Американский стандарт			
	Канал	N	Скорость	G703	КаЧал	N	Скорость	G703
DS-0		1	64 кбит/с	.1		1	64 кбит/с	
DS-1	Е1	32	2,048 Мбит/с	.6	Т1	24	1,544 Мбит/с	,2
DS-lc					Tie	48	3,152 Мбит/с	
DS-2	Е2	128	8,45 Мбит/с	.7	Т2	96	6,312 Мбит/с	.3
DS-3	ЕЗ	512	34 Мбит/с	.8	ТЗ	672	44,736 Мбит/с	,5
DS-4e	Е4	2048	144 Мбит/с	.9				
DS-4					Т4	4032	274,760 Мбит/с	
382 Глава 11. Глобальные сети и технологии
Каналы Ех/Тх являются плезиохронными и образуют иерархии плезиохрон-
ных цифровых каналов PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy). Плезиохронность
означает «почти синхронность»: станционная аппаратура разных узлов, объеди-
няемых цифровыми каналами, синхронизируется от собственных генераторов.
Их частоты номинально совпадают, но, естественно, имеют незначительные от-
клонения друг от друга. Мультиплексору, собирающему потоки от нескольких
входных каналов, требуются средства для согласования их скоростей. Для этих
целей в битовые потоки каналов вводят выравнивающие биты (Justification bit),
которые можно отбрасывать или добавлять, не искажая передаваемую информа-
цию. Входныелотоки поступают во входные буферы каждый со своей (номиналь-
но одинаковой) скоростью, приемники извлекают синхросигнал из принимаемо-
го потока (используется самосинхронизирующее кодирование). На мультиплек-
сирование биты из буферов выбираются со скоростью собственного тактового
генератора мультиплексора. Из входного потока с Путь большей скоростью пере-
дач мультиплексор периодически будет выбрасывать J-биты, а к медленному
входному потоку, наоборот, добавлять. Мультиплексирование, начиная с объе-
динения каналов DS1 в DS2, выполняется с чередованием бит (bit interleaving).
Мультиплексируемые каналы рассматриваются просто как битовые потоки с
определенной скоростью. Выходные каналы организуют информацию в виде
кадров, структура которых позволяет демультиплексорам разобрать канал на со-
ставляющие потоки. Точное положение бит, относящихся к конкретному кана-
лу в кадре более высокого канала, из-за непредсказуемой вставки или удаления
J-бит неизвестно. Синхронными (друг относительно друга) являются только
элементарные каналы (DS0) в пределах одного канала DS1. Сравнительно не-
сложная (в поверхностном описании) система мультиплексирования PDH обо-
рачивается сложностью выделения отдельных каналов из каналов высокого
уровня. Сборка/разборка каналов на составляющие возможна только полная.
Так, чтобы выделить один Е1 из канала Е4, нужно выполнить полное демуль-
типлексирование: Е4 разобрать на четыре ЕЗ, далее из одного ЕЗ извлечь Е2 и,
наконец, требуемый Е1 извлечь из одного Е2 (и все остальное обратно собрать).
Схема соединения аппаратуры, требуемая для данной операции, приведена на
рис. 11.8. «Гора мультиплексоров» (перевернутая вниз головой) — весьма доро-
гой комплект аппаратуры.
11.1. Телефонные сети и их использование для передачи данных	383
.Болеесовременные сети строятся по синхронному принципу, и в них исполь-
зуются иерархии синхронных цифровых каналов. Синхронные каналы определены
двумя родственными технологиями — SONET (Synchronous Optical NETwork —
синхронная оптическая сеть), стандартизованная ANSI, и SDH (Synchronous Di-
gital Hierarchy — синхронная цифровая иерархия), определенная спецификация-
ми G.707-G.709. В технологии SONET оптические каналы обозначаются ОС-п
(Optical Carter), электрические — STS-п (Synchronous Transport Signal), n —
кратность базовой скорости (51,84 Мбит/с). В SDH каналы обозначаются как
STM-n (Synchronous Transport Module), но номер при одинаковой скорости пе-
редачи в 3 раза меньше, чем в SONET, поскольку за базу принята скорость
155,52 Мбит/с (см. табл. 11.2). В SONET/SDH благодаря синхронности мульти-
плексирование и демультиплексирование выполняется относительно просто —
любой канал младшего уровня может быть выделен (drop) из любого старшего
канала иди введен в него (add), не затрагивая остальных каналов. Операцию
сборки каналов из составляющих элементов выполняют синхронные мульти-
плексоры, которые являются и линейными окончаниями. Мультиплексоры имеют
два набора портов: входные (извлекаемые и добавляемые каналы) и выходные
(магистральные каналы). Выходные порты мультиплексоров (как правило, их два)
могут использоваться либо как пара «основной—резервный», либо одновремен-
но. Возможны различные конфигурации соединений: двухточечные, линейные,
кольцевые, звездообразные (мультиплексор используется как хаб)/Преимущест-
во SDH отчетливо видно на примере линейной конфигурации, изображенной на
рис. 11.9 (это может быть и фрагмент кольца), где мультиплексор позволяет вы-
делить любое (в пределах количества портов интерфейсов) требуемое число ка-
налов (хоть 2-мегабитных) из проходящего через него канала любого уровня
! SDH. Мультиплексор, работающий в такой конфигурации, называют add-drop
multiplexer (ADM). Полоса пропускания, выделяемая пользователю, подключен-
ному к мультиплексору SDH, может выделяться динамически по его запросу
(BOD — bandwidth on demand). ;
Магистраль 622 Мбит/с
Абоненты
Абоненты
Рис. 11.9. Мультиплексор SDH в режиме add-drop
Сети SONET/SDH обеспечивают обратную совместимость с PDH и могут
использоваться для транспортировки каналов DS-1, DS-3, DS-4. Они позволяют
передавать трафик как телефонных сетей, так и сетей передачи данных. Упаков-
ку (и распаковку) разнородного трафика (данные, голос, видео...) в виртуальные
контейнеры подходящего формата, определенные в SONET/SDH, обеспечивают
384
Глава 11. Глобальные сети и технологии
контроллеры доступа (access controller). В архитектуру синхронных сетей зало-
жен широкий спектр функций мониторинга и управления сетью, поддержки из-
быточных резервных связей. Оборудование хорошо стандартизовано. Станцион-
ное оборудование гораздо компактнее и дешевле, чем для PDH.
Таблица 11.2. Иерархии синхронных цифровых каналов SONET/SDH
SONET	SDH	Скорость
ОС-1, STS-1		51,84 Мбит/с
ОС-3, STS-3	STM-1	155,52 Мбит/с
ОС-9, STS-9	STM-3	466,56 Мбит/с
ОС-12, STS-12	STM-4	622,08 Мбит/с
ОС-18, STS-18	STM-6	933,12 Мбит/с
ОС-24, STS-24	STM-8	1,244 Гбит/с
ОС-36, STS-36	STM-12	1,886 Гбит/с
ОС-48, STS-48	STM-16	2,488 Гбит/с
ОС-192	STM-64	9,952 Гбит/с
Применительно к цифровым каналам существуют понятия CSU (Channel Ser-
vice Unit — устройство обслуживания канала) и DSU (Data Service Unit —
устройство обслуживания данных). CSU выполняет физическое кодирование/
декодирование данных, выделяет синхросигнал из самосинхронизирующегося
1<ода. DSU имеет внешний последовательный интерфейс типа RS-232C, RS-449,
V.35, HSSI и т. п. В функции DSU входит формирование кадров цифровых кана-
лов и обеспечение синхронизации каналов, использующих TDM. Связка CSU/
DSU напоминает модем, но понятие модуляции/демодуляции применимо лишь
к аналоговым линиям и сигналам. Сетевое устройство со встроенным CSU/DSU
может подключаться непосредственно к цифровому каналу.
Рекомендации G.703 (Physical/electrical characteristics of hierarchical digital
interfaces) определяют физические и электрические характеристики интерфей-
сов для каналов плезиохронной иерархии (европейских, американских и япон-
ских), а также для STM-1 (G.703.12). Для каждого типа канала в G.703 имеется
отдельный раздел (см. табл. 11.1 на стр. 381), в котором определяется:
s» скорость передачи — номинальная и допустимые отклонения в миллион-
ных долях от номинала (ррш — parts per million);
Si способ кодирования;
М среда передачи — тип (коаксиальный кабель или витая пара), импеданс,
допустимая длина;
£ характеристики импульсов — длительность и амплитуда (для коаксиаль-
ного кабеля и витой пары различны).
G.703.1 для скорости 64 кбит/с определяет три варианта интерфейса с асим-
метричной (два коаксиальных кабеля 75 Ом) и симметричной (2, 3 или 4 пары
120 Ом) передачи. Варианты различаются способом кодирования и передачи
синхронизации:
11.1, Телефонные сети и их использование для передачи данных 385
» Сонаправленная (co-directional), 4-проводная линия: одна пара для переда-
чи данных и синхронизации в одном направлении, другая — в обратном.
Исходный двоичный поток логически и физически кодируется самосинх-
ронизирующим кодом.
Ж Централизованная (central-directional), 6-8-проводная линия — две пары
для передачи данных во встречных направлениях, одна или две пары —
для централизованой синхронизации (общая пара для обоих направлений^
или раздельные пары). Биты исходного потока физически кодируются по
AMI. Используется редко.
 Противонаправленная (contra-directional), 8-проводная линия — для каж-
дого направления используются две пары — для данных и для синхрониза-
ции. Источником синхронизации является канальная аппаратура (DCE),
которая посылает синхронизацию к передающей аппаратуре (DTE). Коди-
рование — по AMI.
Для коаксиального кабеля используются разъемы BNC, для витой пары —
RJ-45. В каналах Е1/Т1 используют сонаправленную синхронизацию, кабель —
2 коаксиальных или витая пара:
В Т1 - амплитуда импульса 3 В, длительность импульса (битового интерва-
ла) 647 нс, кодирование — AMI или B8ZS. Скорость — 1544 кбит/с ±50 ppm
(0,005 %).	.	f
Ж El — амплитуда импульса 3 В (витая пара) или 2,37 В (коаксиальный ка-
бель), длительность импульса (битового интервала) 488 нс, кодирова-
ние — AMI или HDB3. Скорость — 2048 кбит/с ±50 ppm (0,005 %).
11.1.5.	Модемы и факс-модемы
для аналоговых линий
Телефонные сети общего пользования, кроме своих «естественных» функций
(обеспечения голосовой связи), позволяют передавать цифровые данные при по-
мощи модемов.
Модем (модулятор-демодулятор) служит для передачи информации на боль-
шие расстояния, недоступные локальным сетям, с использованием выделенных
и коммутируемых телефонных линий. Модулятор поступающую от компьютера
двоичную информацию преобразует в аналоговые сигналы с частотной и/или
фазовой модуляцией, спектр которых соответствует полосе пропускания обыч-
ных голосовых телефонных лйний. Демодулятор из этого сигнала извлекает за-
кодированную двоичную информацию и передает ее в принимающий компью-
тер.
Факс-модем (fax-modem) позволяет передавать и принимать факсимильные
изображения, совместимые с обычными факс-машинами. Передача факсов так-
же является передачей цифровых данных, хотя «цифра» не видна конечным
пользователям: факс-машина сканирует изображение, оцифровывает его (1 бит
на точку), сжимает данные и через модем передает в телефонную линию. На
приемной стороне выполняются обратные преобразования. Факс-модем работа-
ет аналогично, только вместо сканирования его программная поддержка прини-
386
Глава 11. Глобальные сети и технологии
мает графические или текстовые данные от других программ. Принятые факсы
оформляются в виде файлов графических форматов, доступных приложениям
для дальнейшей обработки или печати.
Современные модемы имеют ряд дополнительных возможностей, расширяю-
щих сферу их применения. Голосовой модем (voice modem) способен преобразо-
вывать звуковой сигнал в цифровой вид, в котором он передается по линии связи.
На приемной стороне выполняются обратные преобразования. Аудиосигнал
сжимается, например, по методу ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Mo-
dulation — адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция, АДИКМ).
С помощью голосового модема могут быть реализованы звуковая почта, автоот-
ветчик и другие речевые функции. Звуковое сообщение может передаваться по
электронной почте или в диалоге реального времени и воспроизводиться голосо-
вым модемом через внутренний динамик, дополнительный телефонный аппарат
или через мультимедийные средства компьютера (звуковую карту). Средства об-
работки звуковых сигналов позволяют модему автоматически определять номер
вызывающего абонента (АОН), распознавать сигналы тонального набора номера.
Модемы во время сеанса связи могут работать в симплексном, дуплексном
или полудуплексном режиме. Для повышения эффективной скорости использу-
ются различные методы сжатия информации, реализуемые как самими модема-
ми, так и коммуникационным ПО.
Телефонные линии с точки зрения модемной связи
В зависимости от параметров линий связи доступные скорости передачи могут
различаться в сотни раз. Качество линии определяет возможную частоту измене-
ния состояния сигнала в линии. Единицей измерения этого параметра является
бод (baud) — количество изменений состояния за одну секунду. В простейшем
случае модуляции используются два состояния сигнала (например, две частоты),
и тогда скорость передачи двоичной информации, определяемая как число бит,
передаваемых за 1 секунду, bps (bit per second, бит/с), будет совпадать со скоро-
стью передачи в бодах. Однако в более эффективных методах модуляции приме-
няют множество возможных состояний сигнала. Это позволяет одним состояни-
ем сигнала кодировать несколько бит данных, в результате чего скорость
передачи данных bps превышает скорость изменения сигнала baud. Конечного
пользователя больше интересует эффективная скорость передачи полезной ин-
формации, которую измеряют в количестве переданных байт или символов за
секунду — cps (characters per second). Казалось бы естественным соотношение
cps = bps/8 (для восьмибитных символов), но на самом деле оно ниже за счет
служебных бит (старт- и стоп-биты, см. 10.1) и накладных расходов протокола
передачи.
Работу модемов осложняет масса факторов, обусловленных линиями связи.
Это и затухание сигнала, которое может быть различным и меняться даже в тече-
ние сеанса связи, и фазовые и частотные искажения, и эхо-сигналы, и перекрест-
ные помехи и шумы. Предел скорости передачи данных определяется свойства-
ми телефонного канала, соединяющего точки подключения абонентских моде-
мов. Телефонные станции, в него входящие, могут принадлежать к разным поко-
лениям. Самые старые из существующих используют чисто аналоговые способы
передачи и коммутацию с помощью шаговых искателей. Эти станции вносят
11.1. Телефонные сети и их использование для передачи данных 387
большой уровень помех. Следующее поколение при том же аналоговом методе
передачи использует лучшие коммутаторы. Станции между собой могут связы-
ваться как аналоговыми, так и цифровыми линиями. В современных станциях на
стороне абонента имеется ЦАП и АЦП, к абоненту идет аналоговая линия, а ма-
гистральная связь с другими АТС производится по цифровым каналам. Если оба
модема подключены к таким станциям и между ними не попадается аналоговых
линий (рис. 11.10, а), то тракт передачи информации в каждом направлении будет
содержать две относительно короткие аналоговые линии («последние мили»),
АЦП, ЦАП и цифровой канал передачи. «Неприятным» элементом в этом тракте
является АЦП, который всегда вносит шум квантования. На таком тракте дости-
жима скорость передачи 33 600 бит/с (V.34+). Если АТС абонентов связаны
между собой каналами, включающими и аналоговые участки, то в тракте добав-
ляется еще по крайней мере пара АЦП/ЦАП и аппаратура частотного уплотне-
ния каналов, что явно не улучшает качество линии. В чисто аналоговых линиях
АЦП/ЦАП нет, зато есть аппаратура частотного уплотнения каналов; дальние
аналоговые связи сильно подвержены действиям Помех. В этих случаях доспи
жимая скорость передачи будет ниже.
Рис. 11.10. Тракты телефонной связи: а — обычны^, б — «полуцифровой»
Исключить принципиально шумящий АЦП позволяет схема, на которую
ориентирован стандарт V.90 (рис. 11.10, б). Здесь один из абонентов (Р) должен
подключаться к цифровому интерфейсу телефонной сети, что может себе позво-
лить, например, провайдер услуг Интернета. Тогда в тракте передачи от него до
обычного абонента (А) АЦП отсутствует, но в обратном тракте АЦП есть.
К свойствам ЦАП и линии модем может приноровиться: во время установления
соединения модем Р посылает серию известных кодов, из которых модем А вы-
бирает наиболее различимые. Поскольку между цифровым интерфейсом и вхо-
дом модема стоит только 8-битный ЦАП и не очень длинная линия, в принци-
пе, можно использовать все 256 возможных кодов. Однако коды сигнала со
значением близким к нулю сильно подвержены действию шумов. В последую-
щем обмене данными используётся часть кодов, например, 128 (7 бит), что дает
соотношение bps/baud=7. Цо направлению от Р к А достижима скорость
56 кбит/с, в обратном направлении — 33,6 кбит/с. Эта асимметрия весьма удачна
с точки зрения подключения к Интернету, поскольку основной поток данных
идет от провайдера. Модемы V.90 делятся на клиентские и серверные: 'клиент-
ские подключаются к аналоговой телефонной линии, серверные — только к циф-
ровой. Между двумя аналоговыми модемами V.90 связь может устанавливаться
388
Глава 11. Глобальныесети итехнологии
по стандарту V.34 — 33,6 кбит/с, если не помешают аналоговые линии между
АТС. Стандарт V.90 основан на технологии х2 фирмы US Robotics (ныне входит
в ЗСот). Похожими свойствами обладает и протокол K56flex, разработанный
компаниями Lucent и Rockwell, но он несовместим со стандартом V.90.
Стандарты модуляции, протоколы исправления ошибок
и сжатия данных
При модемной связи на передающей и принимающей стороне должны использо-
ваться одинаковые методы кодирования и декодирования. За всю историю мо-
демной связи было разработано множество методов модуляции, часть из кото-
рых вылилась в стандарты (табл. 11.3). Часть из них является фирменными,
международные стандарты обозначаются как V.xx. Несмотря на стандартизован-
ность способов модуляции, в реальных условиях возможна несовместимость мо-
демов из-за некоторых отклонений от стандартов, допущенных разработчиками.
Простейший способ обеспечения совместимости — установка одинаковых моде-
мов на обоих концах линии — достижим не всегда.
Таблица 11.3. Стандарты на модуляцию
Стандарт	bps	baud	Примечания
Bell 103	300	300	-
Bell 212А	1200	600	-
V.17	14 400, 1200, 9600, 7200, 4800	2400	Полудуплекс, Fax Group III (аналоговый), обратно совместим c V.29
V.21	300	300	Несовместим с Bell 103
V-.22	1200	600	Несовместим с Bell 212А
V.22bis	2400	600	-
V.23	1200/75	1200/75	Асимметричный в дуплексном режиме
V.27ter	4800 2400	1600 1200	Полудуплекс, Fax Group III (аналоговый)
V.29	9600, 7200	2400	Полудуплекс, Fax Group III (аналоговый)
V.32	9600, 4800	2400	Дуплекс, дополнительный контроль 
V.32bis	14 400, 1200, 9600, 7200, 4800	2400	Помехоустойчивый, быстрый
V.32fast	19200	2800	Расширение V.32Bis
V.34	28 800	9600	
V.34+	33 600	9600	Расширение V.34
V.90 (x2)	56 000/33 600		Цифровое подключение со стороны АТС
K56flex	56 000/33 600		То же, ио не в стандарте
HST	16800	9600	При дуплексе в обратном направлении , скорости 300/450. Удобен для диалога. Используется в U.S. Robotics
Совместимость средств факсимильной связи в глобальных масштабах обеспе-
'чивается стандартами CCITT. Существуют следующие стандарты:
11.1. Телефонные сети и их использование для передачи данных 389
a Fax Group 1, II — устаревшие стандарты аналоговой передачи изображений.
В Fax Group III — современный стандарт, использующий алгоритмы цифро-
вого сжатия данных, передаваемых по аналоговым телефонным линиям.
Скорость передачи 14 400 или 9600 бод (может снижаться при ухудшении
качества связи до 4,800 бод),
В Fax Group IV — стандарты для передачи изображений по каналам цифро-
вой связи (сети ISDN).
В модемной связи важную роль играют протоколы коррекции ошибок, неиз-
бежных в линии связи, и сжатия данных. Законодателем мод в этой области
стала, фирма Microcom, по имени которой названо семейство протоколов MNP —
Microcom Networking Protocol. Это семейство де-факто стандартных протоколов
коррекции ошибок и сжатия данных включает 9 классов, определяющих различ-
ный сервис. Классы 2-4 предназначены для обеспечения безошибочной переда-
чи, классы 5 и 7 — для сжатия данных, класс 6 — расширенный сервис, класс 9 —
оптимизация протокольных процедур, класс 10 — адаптация к каналам связи,
класс 8 — пропущен. Старшие классы обычно включают в себя и возможности
младших. Дадим краткую характеристику этих классов.
ж MNP-1. Асинхронный байт-ориейтированный полудуплекс с минималь-
ными требованиями к скорости процессора. Только исправление. Эффек-
тивность передачи данных — 70 % от обычного варианта, в модемы уже не
включается.
ж MNP-2. Асинхронный байт-ориентированный дуплекс. Только исправле-
ние. Эффективность — 84 %.
ж MNP-3. Бит-ориентированный дуплекс с синхронной связью между моде-
мами, асинхронный для пользователя. Эффективность — 108 % (254 cps
при 2400 bps).
Я MNP-4. Адаптивная сборка пакетов (длина пакета зависит от качества ли-
нии) и сокращение избыточности (повторяющаяся служебная информа-
ция удаляется из потока данных)^ Эффективность — 120 % (до 150 %).
К MNP-5. Сжатие данных в реальном времени. Эффективность — 150 %.
На сжатых (ZIP, ARJ...) файлах снижает скорость передачи. 4
в MNP-6. Выполняет универсальное согласование связи — настройку скоро-
сти модема в диапазоне 300-9600 бод в зависимости от возможностей мо-
дема на другом конце линии. Симулирует дуплекс («статистический дуп-
лекс»),
 MNP-7. Выполняет более эффективное сжатие данных, чем MNP-5. Эф-
фективность — 300 %.
Ж MNP-9- Сокращает время на протокольные процедуры подтверждения
приема сообщения и повторной передачи после ошибки.
ж MNP-10. Коррекция ошибок. Борьба с плохими линиями: множественные
агрессивные попытки установления связи, адаптация размера пакета к
уровням помех, согласование и динамическое изменение скорости. Для со-
товой связи существует протокол MNP-10EC (Enhanced Cellular), совмес-
тимый с MNP-10.
390 Глава 11. Глобальные сети и технологии
ж MNPX. Возможность переключения протокола безошибочной передачи с
MNP на LAPM и обратно.
Кроме MNP используются и другие протоколы. В некоторых модемах фирмы
Hayes, например, применяется собственный протокол исправления ошибок —
Hayes V-Series. МККТТ (CCITT) рекомендует следующие стандарты:
й V.42 — коррекция ошибок. На 20 % эффективнее MNP-4. Использует стан-
дарт LAPM (Link Access Procedure for Modems) — протокол безошибочной
передачи данных по телефонным линиям.
ж V.42bis — сжатие данных. Включает в себя V.42 — коррекцию ошибок.
На 35 % эффективнее MNP-5, не пытается сжимать уже сжатые данные
(многие V.42bis-MOflCMbi поддерживают й режим MNP-5).
Протоколы исправления и сжатия могут быть реализованы на компьютере
как программно, так и аппаратно. В случае аппаратной реализации алгоритм вы-
полняется встроенной программой модема, который практически всегда строит-
ся на основе микроконтроллера. Модемы с аппаратной реализацией протоколов
несколько дороже, но на серверах и рабочих станциях (компьютерах), использу-
ющих модемы в фоновом режиме, их применение предпочтительно. Программ-
ная реализация протоколов позволяет использовать более дешевые модемы, но
при этом во время работы модема загружается CPU, что во многих случаях не-
желательно.
Конструкции модемов
Конструктивно модемы для PC выпускаются в двух исполнениях: внутренние
(internal) и внешние (external).
Внутренние модемы устанавливаются в слот шины расширения. До недавних
пор в основном использовалась шйна ISA, теперь эта шина изживается и модемы
выпускают для шины PCI. Для блокнотных ПК модемы выпускают в виде карт
шины PC Card (PCMCIA). Они обычно эмулируют стандартный COM-порт с
микросхемой 8250/16450/16550А. Базовый адрес регистров (или номер. СОМ-
порта) и номер линии запроса прерывания (IRQ) задаются джамперами или пе-
реключателями на плате модема. Преимущества встроенных модемов — низкая
цена и отсутствие дополнительных блоков на рабочем месте. Главным недостат-
ком является необходимость вскрытия системного блока для установки модема
и возможные сложности конфигурирования системных ресурсов, а иногда и от-
сутствие свободного слота. Следует отметить и низкую защищенность компью-
тера в случае попадания высокого электрического потенциала на телефонный
вход модема (например, при ударе молнии в открытую телефонную линию).
Правда, если линия не защищена ограничителем перенапряжений, то и внешнее
подключение модема не является надежной защитой компьютера.
Внешние модемы, имеющие собственный корпус и блок питания, подключа-
ются кабелем к 9- или 25-контактному разъему COM-порта. Их главное преиму-
щество в том, что для установки не требуется вскрытие системного блока, а не-
достатки — в более высокой цене, необходимости отдельного питания и наличии
дополнительного устройства и кабеля на рабочем месте. Частично эти недостат-
ки устраняются в модемах, подключаемых к шине USB. Некоторые модели вы-
11.1. Телефонные сети и их использование для передачи данных	391
сокоскоростных модемов подключаются к LPT-порту, работающему в режиме
ЕРР (расширенный порт).
COM-порт PC поддерживает только асинхронный режим работы, в то время
как на высоких (для модемов) скоростях широко применяется синхронный ре-
жим. Для PC существуют адаптеры синхронных портов, в том числе и карты с
интерфейсом V.35. Синхронные адаптеры SDLC мало распространены из-за вы-
сокой цены и ограниченной сферы применения — они предназначались для под-
ключения PC к «большим» машинам IBM (mainframe). Интеллектуальные син-
хронные модемы внешнего исполнения могут подключаться к асинхронному
COM-порту благодаря наличию буферной памяти значительного объема и асин-
хронному внешнему интерфейсу.
Функциональная схема аналогового модема с подробностями телефонной ча-
сти приведена на рис. 11.11. К телефонной линии модем подключается через
гнездо RJ-И «LINE» (или «TELCO»), дополнительный телефонный аппарат может
подключаться к гнезду «PHONE».
Рис. 11.11. Функциональная схема модема
Модемы, используемые для коммутируемых линий, имеют средства набора
номера и определения состояния линии (гудок, занято и т. п.). Набор номера мо-
жет быть импульсным (pulse dialing) или тональным (tone dialing), подробнее
см. в 11.1.1. В модемах для импульсного набора обычно применяют малогабарит-
ное реле, его характерные щелчки можно услышать при работе модема. Иногда в
качестве прерывателя используют электронный ключ (оптрон). При тональном
наборе каждая цифра номера кодируется короткими сигналами определенных
пар частот, эти «аккорды» можно услышать в телефонной трубке. Цепи сигналов
звуковых частот, генерируемых и анализируемых модемом, гальванически раз-
вязываются от телефонной линии с помощью трансформатора. Индикатор вызо-
ва срабатывает от вызывных импульсов.
Модемы первых поколений имели довольно сложные аналоговые цепи, обес-
печивающие требуемые преобразования для модуляции-демодуляции. Управле-
ние модемом и некоторые функции протоколов выполнялись микроконтролле-
ром. Современные модемы строятся иначе: аналоговые схемы используются
только для обеспечения телефонной сигнализации, а вся обработка для модуля-
ции-демодуляции выполняется цифровыми методами. Для этого в состав модема
392
Глава 11. Глобальные сети и технологии
входят ЦАП и АЦП. Обработку сигналов в профессиональных модемах выпол-
няет специализированный сигнальный процессор (DSP). Общее управление мо-
демом выполняет микропроцессор, в распоряжении которого имеется локальная
оперативная память значительного объема. Функции модема определяются воз-
можностями встроенного процессора и его программного обеспечения. Микро-
программное обеспечение модема (firmware) хранится в ПЗУ (EPROM) или
флэш-памяти. Такое построение позволяет относительно легко наращивать
функциональные возможности модема перезаписью его программного кода.
Правда, эти модернизации всегда имеют предел (на каком-то этапе, например,
может уже не хватать производительности DSP). Новые версии ПО модема
обычно доступны через Интернет (платно или бесплатно).
Более развитые устройства имеют в своем составе оперативную память зна-
чительного размера, позволяя в автономном режиме (без компьютера) прини-
мать факсимильные и голосовые сообщения, которые будут сохранены для даль-
нейшей обработки. Такие модемы могут иметь и интерфейс для подключения
принтера, в результате чего получается факс-машина.
Мощности центрального процессора современных ПК достаточно, чтобы ре-
шать часть задач управляющего и даже сигнального процессора модема. При
этом аппаратная часть модема сводится к схеме сопряжения с телефонной ли-
нией, ЦАП и АЦП. На плате модема может присутствовать и сигнальный про-
цессор (DSP), что особенно желательно для высоких скоростей обмена. Модемы
этого класса называют SoftModem или WinModem, поскольку йрограммная под-
держка обычно существует лишь для ОС Windows. Расплатой за удешевление
модема являются повышенная нагрузка на центральный процессор и проблемы
совместимости с операционными системами.
Модемы для портативных компьютеров имеют интерфейс PC Card (PCMCIA).
Для подключения этих модемов применяются специальные переходные кабели
(RJ-11 гораздо толще PC Card). Фирма ЗСош для них разработала гнезда X-Jack
(рис. 11.12). Ряд моделей имеет возможность работы с телефонными каналами
мобильной связи (аналоговой NMT-450 или цифровой GSM), имеющими свои
специфические особенности.
11.1.6.	IP-телефония и передача факсов
по IP-сетям
IP-телефония, она же Интернет-телефония, означает голосовую телефонную
связь между удаленными абонентами с использованием сетей передачи данных с
11.1. Телефонные сети и их использование для передачиданных 393
' протоколом IP. Эти два названия можно считать почти синонимами, поскольку в
сети Интернет протокол IP является основным.
В традиционных телефонных сетях цифровой канал для абонента предостав-
ляет полосу по 64 (56) кбит/с в каждом направлении. Такая большая (по меркам
передачи данных при удаленном доступе) полоса требуется из-за принятого в те-
лефонии простейшего способа кодирования — ИКМ (РСМ). Применение адап-
тивной дельта-модуляции АДИКМ (ADPCM) позволяет сократить поток даже
до 16 кбит/с, но для сетей передачи данных (учитывая и неопределенность за-
держки и колебания нагрузки) и этот поток трудно выдержать в течение дли-
тельного времени. Современные алгоритмы сжатия, реализуемые на достаточно
мощных процессорах, позволяют сжимать речевой сигнал до полосы 4-8 кбит/с
с приемлемым качеством. Такой поток уже можно передавать по обычным IP-се-
тям, что и реализуется в 1Р-телефонии.
Аудиокодек для IP-телефонии должен решать довольно сложную задачу —
обеспечить значительное сжатие и формировать пакеты данных небольшого раз-
мера, а алгоритм упаковки/распаковки должен быть устойчивым к потере от-
дельных пакетов. Изощренные методы сжатия учитывают специфику речевого
сигнала при разговоре: активная речь чередуется с паузами, не несущими инфор-
мации. Вполне очевидно, что вместо незначащего потока оцифрованной паузы
выгоднее передать информацию только об ее длительности. Правда, если в паузе
будет полная тишина, то у слушателя может возникнуть ощущение потери со-
единения. Поэтому пауза на приемной стороне заполняется некоторым «ком-
фортным» шумом, спектральные параметры которого передаются в описателе
паузы. Активная речь тоже неоднородна — в ней присутствуют и тональные (во-
кализированные), и шумовые фрагменты, для-которых эффективны различные
методы сжатия. Кодер должен отслеживать текущее состояние сигнала и выби-
рать соответствующий метод представления данного фрагмента. Декодер из про-
стого ЦАП, применяемого при РСМ (и с несложными ^дополнениями для
ADPCM), превращается в синтезатор, воссоздающий аудиосигнал из принятого
(возможно, и неполного) потока пакетов. В результате всех этих ухищрений уда-
ется из исходного равномерного потока 64 кбит/с получить неравномерный по-
ток кадров со средней скоростью 4~8 кбит/с, который нормально проходит через
большинство сетей. Для IP-телефонии уже существуют стандартизованные ме-
тоды кодирования и сжатия: G.723.1 определяет кодек для скоростей 5,3 и
6,3 кбит/с, G.729A — для 8 кбит/с. Наличие этих стандартов обеспечивает сов-
местимость устройств IP-тёлефонии в международном масштабе, как это давно
существует в традиционной (телефонной и телеграфной) связи.
Как известно, обычную телефонную сеть используют и для передачи факсов.
Кодировать и декодировать модулированный сигнал от факса тем же способом,
что и голосовой в IP-телефонии, бесполезно: не получится либо приемлемого
сжатия, либо приемлемой достоверности. Однако сервис пересылки факсов че-
рез сети передачи данных (тоже с целью экономии на тарифах) начали предо-
ставлять даже раньше голосовой связи. Пересылка факса в отличие от разговора
может выполняться и'не в режиме реального времени, поэтому вопросы сжатия
(и так уже сжатрго сигнала) уже не стоят. Работает этот сервис примерно так:
передающий факс устанавливает по телефону соединение с ближайшим (пр те-
лефонным тарифам) факс-шлюзом и передает ему факсимильное сообщение.
394	Глава 11. Глобальные сети и технологии
Шлюз, оборудованный обычным факс-модемом, демодулирует принятое сооб-
щение и временно сохраняет его в двоичном виде (графический файл). Этот
файл передается по IP-сети на шлюз, ближайший к получателю (хоть по элект-
ронной почте). Приняв сообщение полностью, Щлюз получателя «звонит» полу-
чателю и передает ему сообщение, снова модулированное по обычному стандар-
ту для факсимильной связи. Однако такой трехступенчатый процесс-вносит
некоторые сложности в передачу номера телефона абонента-получателя и сигна-
лизацию об успехе/неуспехе приема на факс отправителя. Есть и другие пробле-
мы, связанные с идентификацией и аутентификацией Пользователей. Передача
факсов к IP-телефонии прямого отношения не имеет, хотя шлюзовые устройства
могут распознавать сигналы от факса и по ним либо не предоставлять соедине-
ния (поскольку оно бесполезно), либо включать факс-модем Для предоставления
этого сервиса.
Проще всего организовать IP-телефон между парой пользователей ПК, имею-
щих доступ к глобальной IP-сети (Интернет). Для этого достаточно каждый ПК
снабдить обычной звуковой картой с наушниками/колонками и микрофоном.
Здесь все задачи могут решаться чисто программно — от звуковых карт требует-
ся только работа обычного кодека (правда, в полнодуплексном режиме, что
«умеют» не все карты). Анализ равномерного цифрового потока и упаковка его в
кадры, а также обратное декодирование для современных процессоров (особенно
с ММХ) не является особо обременительной задачей. Установление соединения
между двумя IP-узлами — задача тривиальная. Существует ряд программных
продуктов (в их Числе и NetMeeting от Microsoft), обеспечивающих связь между
пользователями ПК, Внешняя оболочка (связи может быть различной — напри-
мер, можно через Web-броузер обращаться за устными консультациями на сайт
какой-нибудь фирмы. «Телефонным номером» пользователя ПК будет IP-адрес
этого узла.
Однако IP-телефония не ограничивается только диалогами между пользова-
телями ПК — существуют специальные шлюзы для связи с традиционными те-
лефонными сетями и отдельными телефонами. Задачи шлюза несколько слож-
нее — кроме обеспечения установления соединения и передачи собственно речи,
он должен отрабатывать систему сигнализации телефонной системы и преобра-
зовывать ее сигналы в протокольные сообщения IP-телефонии (и обратно). С
традиционной телефонией шлюз может контактировать двояко: Через порты
FXO к нему могут подключаться телефонные аппараты, а через порты FXS он
может подключаться к одной или нескольким линиям обычной телефонной сети
(местной или городской). Интерфейс сети передачи данных может быть как пор-
том локальной сети (Ethernet), так и портом для глобальной сети. В глобальную
сеть передачи данных можно выходить и через обычный модем, подключенный к
коммутируемой телефонной линии. При этом пользователь через одну линию
может одновременно работать в сети (просматривать Web-сайты) и вести теле-
фонные переговоры. На рис. 11.13 изображена сеть с парой шлюзов, установлен-
ных в разных городах (странах) и подключенных к общей сети (Интернет).
Здесь абоненты с обычных телефонов, подключенных к шлюзам, могут общаться
между собой без оплаты междугородных переговоров. Более того, абоненты те-
лефонных сетей, подключенных к шлюзам, могут связываться между собой, на-
бирая в начале номер (городской!) телефона шлюза, а дальше, через номер про-
11.1. Телефонные сети и их использоаание для передачи данных 395
тивоположного шлюза, — номер абонента в его удаленной телефонной сети.
Естественно, возможны и связи между «городским», абонентами и абонентами,
подключенными прямо к шлюзам. ПК-пользователи также могут «звонить» через
шлюз, зная его 1Р-адрес. IP-телефония через шлюзы стала конкурировать с тра-
диционной телефонией, вызывая споры на технические, экономические и правовые
темы. На рисунке видно, как трафик проходит «мимо кассы» междугородной те-
лефонной сети. Главный козырь IP-телефонии — низкая себестоимость разгово-
ров, а потому и тарифы значительно более низкие, чем международные и между-
городные телефонные. Однако шлюзы являются довольно дорогими и сложны-
ми устройствами, которые исполняются как в виде ПК с дополнительными пла-
тами адаптеров, так и в виде специализированных устройств. На рисунке показа-
ны и два узла, подключающихся к сети непосредственно: один на базе ПК,
другой — специальный IP-телефон.
Рис. 11.13. Варианты телефонной связи по IP
Для ПК выпускают платы шлюзовых адаптеров, как правило, на 2 илй 4 пор-
та с гнездами RJ-11. Порты могут быть либо жестко специализированными
(FXO для подключения телефонных аппаратов, FXS — для подключения к
АТС), либо конфигурируемыми программно. Каждый порт должен иметь по
крайней мере кодек G.711 и устройство распознавания и генерации сигналов
телефонной сигнализации. В многоканальных системах сжатие обычно выпол-
няется специализированными сигнальными процессорами — мощности одно-
го универсального (х8б) центрального процессора может и не хватить. Связь с
сетью передачи данных обеспечивается стандартной сетевой картой или адапте-
ром интерфейса глобальных сетей. Программное обеспечение шлюзов должно
работать в среде ОС, от которой требуется возможность работы в режиме реаль-
ного времени и, конечно же, устойчивость (шлюз не должен «падать»). Шлюзы
выполняют на базе ПК как настольного исполнения, так и промышленного (ар-
хитектуры микро-PC, с шиной Compact-PCI и т. п.). Специализированные уст-
ройства-шлюзы внешне выглядят, как обычные сетевые концентраторы и имеют
либо фиксированный набор портов, либо модульную конструкцию, комплектуе-
мую по необходимости. В принципе, шлюзы с достаточным количеством портов
могут выступать и в роли У АТС или малых АТС, но для этой роли они все-таки
396 Глава 11. Глобальные сети и технологии
имеют слишком высокую стоимость портов. IP-телефонный аппарат внешне вы-
глядит, как многофункциональный кнопочный телефон с дисплеем — микроком1
пьютер с сетевым ПО много места не занимает.
Интересные решения по IP-телефонии предлагают разработчики из ЦНИИ
РТК. Кроме традиционных < ISA-карт для шлюзов они предлагают недорогие
устройства размером с мини-хаб. Каждое устройство имеет два независимых
порта Ethernet lOBaseT и 4 или 8 телефонных портов (RJ-11), программно.кон-
фигурируемых на FXS или FXO. Телефонные порты имеют кодеки G.711, схемы
поддержки аналоговой телефонной сигнализации и сигнальный процессор, обес-
печивающий упаковку по G.723.1 или G.729A. Все порты (телефонные и Ethernet)
являются периферией микрокомпьютера на процессоре класса 486 с ОЗУ 32 Мбайт
и флэш-диском на 12 Мбайт. С флэш-диска загружается ОС семейства Unix, под
управлением которой работает специализированное ПО. Между портами Ether-
net может быть организован мост или маршрутизатор (коммутатор 3-го уровня)
и даже с функциями межсетевого экрана (firewall). По портам Ethernet устройст-
ва могут связываться между собой шлейфом (без Ограничения в 4 устройства на
цепочку) либо подключаться к существующей сети Ethernet. При этом образует-
ся «распределенная АТС» офиса, которая может выходить в глобальную сеть IP-
телефонии, а также выходить в городскую телефонную сеть по одной или не-
скольким линиям. Применение этих устройств коренным образом меняет под-
ход к построению телефонной сети организации, даже не имеющей компьютер-
ной сети. Вместо множества линий (от каждого абонента до УАТС) — шлейф
двухпарного кабеля между устройствами, расставленными по телефонизирован-
ным помещениям. Правда, возникают вопросы обеспечения живучести этой сети
(при отключении или отказе одного узла цепочка разрывается), но они могут ре-
шаться с помощью избыточных связей (например, соединения устройств в коль-
цо) или использования радиальной топологии с хабом в центре.
В этом кратком описании IP-телефонии мы рассмотрели только конечные
устройства. Передача голосового IP-трафика через глобальные сети — тема от-
дельного разговора, скажем лишь, что для этого вполне успешно применяются
сети Frame Relay, ISDN, технология ATM и др.
11.1.7.	Технологии xDSL и кабельные модемы
Технологии xDSL основаны на превращении абонентской линии обычной теле-
фонной сети из аналоговой в цифровую, что и отражено в их названии (Digital
Subscriber Line — цифровая абонентская линия). Общая идея заключается в том,
что на обоих концах абонентской линии — на АТС и у абонента — устанавлива-
ются разделительные фильтры (splitter). Низкочастотная (до 3,5 кГц) составля-
ющая сигнала заводится на обычное телефонное оборудование (порт АТС и те-
лефонный аппарат у абонента), а высокочастотная (выше 4 кГц) используется
для передачи данных с помощью xDSL-модемов. Поскольку физическая линия
(пара проводов) между абонентом и АТС позволяет пропускать сигнал в полосе
даже до 1 МГц, достижимые скорости передачи гораздо выше, чем предел в
56 кбит/с, установленный и достигнутый для обычных модемов. Высокочастот-
ная часть полосы пропускания сигнала может разделяться между встречными
потоками данных различными способами. При частотном разделении каналов
11.1. Телефонные сети и их использование для передачи данных 397
(-
(FDM) часть спектра отдается на передачу в одном направлении, часть — в дру-
гом. При использовании эхоподавления (echo-cancellation) вся полоса использу-
ется для передачи в обе стороны, а каждое устройство при приеме Из общего сиг-
нала вычитает сигнал собственного передатчика. Пропускная способность может
быть как симметричной, так и асимметричной. В случае подключения пользова-
теля к- сети Интернет асимметрия выгодна, поскольку поток к абоненту (страни-
цы текста, аудио- и видеопотоки) гораздо больше обратного (запросы URL).
Наибольшее распространение получила асимметричная технология ADSL
(Asymmetric Digital Subscriber Line), где скорость к абоненту (downstream) до
6,1 Мбит/с, от абонента — 16-640 кбит/с. Скорость передачи к абоненту кратна
скорости каналов El/Tl (2,Q48; 4,096 и 6,144 Мбит/с для базового канала Е1 или
1,544; 3,088; 4,632 и 6,176 Мбит/с для базового канала Т1). Достижимая скорость
связана с длиной абонентской линии и ее качеством (сечение проводов, матери-
ал изоляции, шаг скрутки, однородность и т. и.). Минимальная скорость обеспе-
чивается на линиях длиной до 5,5 км при диаметре провода 0,5 мм (24 AWG) и
до 4,6 км при 0,4 мм (26AWG). Скорость 6,1 Мбит/с достигается на линиях дли-
ной до 3,7 км при диаметре провода 0,5 мм и до 2,7 км при 0,4 мм.
UADSL (Universal ADSL), она же DSL Lite, — улучшенный вариант ADSL с
меньшими скоростями (при длине линии до 3,5 км скорости 1,5 Мбит/с и
384 кбит/с в разных направлениях; при длине линии до 5,5 км —640 и 196 кбит/с).
Устройства просты в установке и относительно недороги.
RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line) — технология с адаптивным
изменением скорости передачи в зависимости от качества линии.
HDSL (High Data-Rate Digital Subscriber Line) — высокоскоростная техноло-
гия, обеспечивающая скорости 1,536 или 2,048 Мбит/с в обоих направлениях.
Протяженность линии — до 3,7 км, требует четырехпроводной линии.
SDSL (Single-Line Digital Subscriber Line) — симметричная высокоскоростная
(1,536 или 2,048 Мбит/с), но на двухпроводной линии при длине до 3 км.
VDSL (Very High Data-Rate Digital Subscriber Line) — очень высокоскорост-
ная (до 56 Мбит/с), симметричная. Расстояние до 1,5 км. Технология весьма до-
рогая, но рассчитана и на коллективное использование линий. После разделяю-
щего фильтра на абонентской стороне" может стоять одиночный модем (или
концентратор), а может подключаться через специальную кабельную проводку
(коаксиальный кабель или витая пара) и группа модемов, разделяя полосу про-
пускания предопределенным образом.
Для того чтобы использовать xDSL, провайдер (оператор связи) должен уста-
новить свое оборудование на территории АТС обслуживаемого абонента и сое-
динить его с базовой сетью передачи данных каналом достаточной производи-
тельности. Конечно, возможны и частные случаи, когда с помошью xDSL
объединяются локальные сети в зданиях, охваченных одной АТС. Установка мо-
дема ADSL или UADSL на стороне абонента практически не отличается от уста-
новки обычного модема. Но технологии xDSL позволяют одновременно и неза-
висимо использовать одну и ту же телефонную линию и для передачи данных, и
для телефонных переговоров, чего не позволяют обычные модемы для коммути-
руемых линий.
Кабельные модемы предназначены для работы через сети кабельного телеви-
дения (CATV), для которых используется широкополосный коаксиальный ка-
398
Глава 11. Глобальные сети и технологии
бель с импедансом 75 Ом. Передача данных ведется параллельно с видеовещани-
ем. Эти модемы к телефонным сетям непосредственного отношения не имеют,
они используют кабельное хозяйство операторов услуг кабельного телевидения.
Как и ADSL, кабельные модемы асимметричны: скорость к пользователю может
достигать десятков мегабайт в секунду, от Пользователя — значительно ниже.
Кабельные модемы могут быть и симплексными — модем пользователя только
принимает нисходящий (downstream) поток данных от модема оператора кабе-
льного TV. При этом восходящий (upstream) поток данных от пользователя дол-
жен передаваться по иным каналам (например, ISDN или аналоговым модемам).
Для упрощения структуры коммуникаций (но не оборудования) желательно оба
потока передавать по одной и той же кабельной сети. Развитием идеи раздель-
ной передачи потоков является передача нисходящего потока по спутниковым
каналам, но пока что это слишком дорогая технология. Кабельные модемы в
основном предназначены для предоставления пользователям доступа к сети Ин-
тернет с высокими скоростями получения информации.
11.1.8.	Модемы для выделенных линий
Выделенные физические линии имеют полосу пропускания гораздо более Широ-
кую, чем коммутируемые. Для них выпускаются специальные модемы, обеспечи-
вающие передачу данных со скоростями до 2048 кбит/с и на значительные
расстояния. Модемы могут работать в синхронном или асинхронном режи-
мах. Асинхронный режим используется на относительно низких скоростях (до
115,2 кбит/с). В физической линии могут применяться различные методы
физического кодирования — AMI, HDB3, 2B1Q, РАМ и другие. В качестве
цифровых интерфейсов применяются последовательные — RS-232C (V.24+V.28,
X.20bis+X.21bis), RS-423A (V.10, Х.26), RS-422A (V.11, Х.27), RS-449 (V.36), RS-
485, RS-530, V.35 и другие. Возможная дальность связи и скорость передачи
зависит от типа линии (2-проводные или 4-проводные), диаметра проводников
(0,4 mm/26AWG или 0,5 MM/24AWG) и способностей модема. Для 4-проводной
линии с диаметром проводников 0,4-0,5 мм при скорости 2 Мбит/с .достижи-
ма дальность 2-2,4 км, при 256 кбит/с — 9-12 км, при 32 кбит/с — 15-20 км. Для
2-проводной линии при 160 кбит/с — 4,2-5,6 км, при 144 кбит/с — 6,5-8,5 км.
Данные приведены для модемов Zelax зеленоградского производства, для других
модемов цифры могут отличаться. Для этих модемов допустимое напряжение
гальванической развязки достигает 1500 В.
11.2. Сети ISDN
ISDN (Integrated Services Digital Network) — цифровая сеть интегрированных
сервисов, обеспечивающая коммутируемую связь между узлами в глобальном
масштабе. История ISDN началась с рекомендаций CCITT 1.120 в 1984 г. Однако
два главных производителя — Northern Telecom и AT&T — пошли разными пу-
тями, в результате чего появились две взаимно несовместимые версии. В начале
90-х годов был принят американский национальный стандарт NI-1 (National
ISDN 1), но его поддержали не все производители. Недавно принят NI-2.
11.2. Сети ISDN
399
Сеть ISPN можно рассматривать как глобальный коммутатор. Основной по-
ток информации — голос и данные — в ISDN несут В-капалы (bearer channel —
основной/несущий канал). Эти каналы коммутируются между парой абонентов
с помощью информации, передаваемой по дополнительному каналу — D-каналу
(Delta channel). После коммутации (установления соединения) каждый В-канал
представляет собой две «трубы», пропускающие во встречных направлениях би-
товые потоки со скоростью 64 кбит/с (64 000 бит/с). Некоторые коммутаторы
ограничивают емкость В-канала 56 кбит/с. Для цифровой телефонии пропускной
способности этих «труб» достаточно для качественной передачи речи (1-байт-
ные выборки передаются с частотой 8 кГц РСМ). Служебный канал — также
двунаправленный, его пропускная способность может быть 16 или 64 кбит/с в
зависимости от типа сервиса. Выделение служебного канала позволяет выпол-
нять сервисные функции (например, ответ на вызов) во время работы текущего
соединения, не нарушая его (в обычной телефонии такое невозможно). В качест-
ве сигнала вызова по D-каналу посылается пакет, который содержит идентифи-
каторы вызывающего и вызываемого абонентов и признак сервиса (голос/дан-
ные). На установление соединения требуется 2-4 секунды. В отличие от
аналоговой телефонии, по одной абонентской линии ISDN может передаваться
информация для нескольких устройств, поскольку цифровая структура позволя-
ет легко решать задачу маршрутизации.
Сети ISDN, связанные между собой, распространены по всему миру. Абонент
ISDN получает интерфейс, к которому может подключаться оборудование раз-
личных классов; телефоны, факсы, аппаратура видеоконференцсвязи, телеком-
муникационные устройства. Абоненты могут связываться между собой с помощью
этих специализированных устройств и вести, например, телефонные переговоры
и передачу факсов. Эти сервисы выглядят как традиционные аналоговые, но бла-
годаря полностью цифровому тракту, имеют более высокое качество и надеж-
ность, а также дополнительные возможности. Через линии ISDN могут соединя-
ться и удаленные части корпоративных сетей, обеспечивая скорость передачи
данных значительно большую, чем теоретический предел (56 кбит/с) традици-
онных телефонных коммуникаций. При этом цена коммутируемых цифровых
линий ISDN в большинстве случаев оказывается ниже цены выделенных линий.
Передача данцых возможна в разных вариантах: между удаленными друг от дру-
га локальными сетями, между индивидуальным удаленным абонентом и локаль-
ной сетью, между индивидуальными абонентами. Через линии ISDN возможна
передача данных с помощью технологий и протоколов глобальных сетей (Х.25,
Frame Relay) а также организация туннелей для соединения локальных сетей с
протоколами IP и IPX. Через линии ISDN могут соединяться и учрежденческие
мини-АТС, обеспечивая единую телефонную сеть организации, разбросанной
хоть по всему миру.
11.2.1.	Интерфейсы ISDN
Для абонентов ISDN имеется два типа сервиса (интерфейса):
 BRI (Basic Rate Interface).— базовый интерфейс, предназначенный для ин-
дивидуальных пользователей: два В-канала по 64 кбит/с и один D-канал
16 кбит/с = 144 кбит/с.
400
Глава 11. Глобальные сети и технологии
Ж PRI (Primary Rate Interface) — первичный интерфейс для пользователей с
большими потребностями. Типичный для США канал имеет структуру
PRI = 23 х В + D (64 кбит/с) = 1536 кбит/с. Для Европы (и России) ха-
рактерно PRI = ЗО х В + D (64 кбит/с) = 1984 кбит/с. Возможна и под-
держка нескольких линий PRI с одним лишь D-каналом (64 кбит/с), ис-
пользуя NFAS (Non-Facility Associated Signaling).
Н-каналы обеспечивают объединение В-каналов:
В Н0=384 кбит/с (6 В-каналов);
Н10=1472 кбит/с (23 В-канала);
ж Н11=1536 кбит/с (24 В-канала);
И Н12=1920 кбит/с (30 В-каналов), международный (Е1).
Для получения сервиса BRI Необходимо иметь цифровую линию от провай-
дера до абонента, ее длина зависит от применяемого Интерфейса и среды переда-
чи. Для большего удаления требуются дорогие повторители. Для связи по ISDN
у пользователя должны быть терминальные адаптеры ISDN (ISDN Terminal
Adapter). Для сложных абонентских сетей используются маршрутизаторы ISDN
(ISDN Router).
Интерфейсы ISDN иллюстрирует рис. 11.14. Абоненты сервиса BRI могут поль-
зоваться интерфейсами типа U, S или Т. U-интерфейс — 1 витая пара, проложен-
ная от абонента к коммутатору, обеспечивающая полный дуплекс. К U-интер-
фейсу может подключаться только одно устройство, называемое NT-1 (Network
Termination — сетевое окончание). Устройство NT-1 может быть и довольно про-
стым преобразователем 2-цроводного U-интерфейса в 4-проводной S/T-интер-
фейс с раздельными парами для приема и передачи. Интерфейс S/Т является
шиной, допускающей подключение до 7 устройств. U-интерфейс предоставляет-
ся конечным пользователям только в США. Конечные устройства со встроен-
ным U-интерфейсом дешевле, чем комплект преобразователя U-S/T и устройст-
ва S/Т, однако эти устройства полностью занимают линию ISDN. В других
странах конечному пользователю предоставляется S/T-интерфейс, устройство
NT-1, устанавливаемое на Территории пользователя, принадлежит провайдеру и
часто соединяется с базовой сетью оптоволоконной линией связи.
Рис. 11.14. Интерфейсы ISDN
Устройства, рассчитанные на монопольное использование абонентской линии
ISDN, подключаются к NT-1 через двухточечный Т-интерфейс. Эти устройства,
11.2. Сети ISDN 401
например, РВХ (УАТС или мини-АТС), как правило, имеют внутренние коммута-
торы (мультиплексоры) для подключения множества пользовательских устройств.
Преобразователь Интерфейсов NT-2 (Network Termination 2) предоставляет
разделяемый S-интерфейс, к которому может подключаться до 8 пользователь-
ских устройств ISDN. Интерфейсы S и Т по сигналам эквивалентны, но интер-
фейс S обеспечивает напряжение питания устройств, а Т — нет.
К шине S/Т (или S) могут подключаться ISDN-устройства разных типов: те-
лефоны, факсы, оборудование видеоконференцсвязи, мосты/маршрутизаторы,
терминальные адаптеры. Эти устройства обозначаются как ТЕ1 (Terminal Equip-
ment 1). Другие коммуникационные устройства с традиционным аналоговым те-
лефонным интерфейсом (POTS, PSTN, R-интерфейс), не поддерживающие
ISDN — аналоговые телефоны, факсы и модемы, обозначаются как ТЕ2 (Terminal
Equipment 2). Они могут подключаться к шине S/Т через терминальный адап-
тер ТА (Terminal Adapter) — отдельное устройство.
Коммутатор ISDN имеет два типа интерфейсов:
Ж U-интерфейсы линейных окончаний (Line Termination, LT function), обра-
щенные к пользователям.
Ж V-интерфейс для соединения с другими коммутаторами (Exchange Ter-
mination, ЕТ function). Этот интерфейс интересует только владельца сети
(провайдера услуг) ISDN и далее не рассматривается.
Пользователь от провайдера (телефонной компании) получает один из ин-
терфейсов, приведенных в табл. 11.4. U- и S-интерфейсы рассмотрим подробнее.
Таблица 11.4. Информационные характеристики интерфейсов ISDN
Интерфейс	BRI и-интерфейс	BRI S-интерфейс	T1PRI (США, Япония)	El PRI (Европа и др.)
В-каналы	2x64 кбит/с	2x64 кбит/с	23x64 кбит/с	30x64 кбит/с
D-каналы	1x16 кбит/с	1x16 кбит/с	1x64 кбит/с	1x64 кбит/с
Синхронизация	16 кбит/с	48 кбит/с	8 кбит/с	64 кбит/с
Суммарный поток	160 кбит/с	102 кбит/с	1544 кбит/с	2048 кбит/с
Кодирование	2B1Q/4B3T	ASI (MAMI)	AMI / B8ZS	HDB3
U-интерфейсы
На физическом уровне U-интерфейс, обеспечивающий сервис BRI, представляет
собой одну пару проводов со скоростью передачи 160 кбит/с. Для уменьшения
шумов используется подавление эхо-отражений (echo cancellation). В разных
странах применяются разные схемы кодирования: 2B1Q в США, 4ВЗТ — в Европе.
При кодировании 2B1Q каждая пара бит кодируется одним из символов -3,
-1, +1, +3 (см. п. 1.5). При битовой скорости 160 кбит/с скорость изменения сиг-
нала в линии составляет 80 кбод, требуемая полоса частот — около 40 кГц. Дли-
на линии связи может достигать 5,5 км, допустимое затухание — 42 дБ, оконеч-
ные устройства имеют импеданс 135 Ом. Кадр U-интерфейса имеет длину
240 бит, длительность кадра — 1,5 мс.
402
Глава 11. Глобальные сети и технологии
При кодировании 4ВЗТ каждые 4 бита представляются последовательностью
из трех состояний -v, 0 и +v с возвратом к нулю (см. 1.5). При битовой скорости
160 кбит/с скорость изменения сигнала В линии составляет 120 кбод. Длина ли-
нии связи может достигать 4,2 км для кабеля с диаметром жилы 0,4 мм и
8,2 км для кабеля 0,6 мм. Оконечные устройству имеют импеданс 150 Ом.
U-интерфейс для сервиса PRI также различен для США и Европы (и других
стран).
В США скорость передачи составляет 1,544 Мбит/с (полный дуплекс): 23 В-ка-
нала (1472 кбит/с) + 1 D (64 кбит/с) + 8 кбит/с для синхронизации и служеб-
ных целей. Здесь используются сигналы линий Т1 с кодированием AMI или
B8ZS. Амплитуда импульсов +/- 3 В, импеданс 100 Ом.
Международный стандарт — 2,048 Мбит/с (полный дуплекс): 30 В-каналов
(1920 кбит/с) + 1 D (64 кбит/с) + 64 кбит/с для синхронизации и служебных це-
лей, линии Е1. Кодирование HDB3 (см. 1.5). Среда передачи — коаксиальный
кабель 75 Ом, амплитуда 2,37 В; витая пара 120 Ом, амплитуда 3 В. Допустимое
затухание — 6 дБ.
S/T-интерфейсы BRI
S/Т-интерфейс использует две пары проводов, скорость 192 кбит/с (полный Ду-
плекс), кодирование ASI (оно же MAMI), максимальная частота в линии 96 кГц.
Кадры имеют длину 48 бит, конструкция кадров зависит от направления (от тер-
минала к NT-1 или к терминалу).
Терминал, у которого нет данных для передачи, входит в состояние «Marking» —
отсутствие импульсов. Использование В-каналов назначается коммутатором —
при обслуживании вызова В-канал логически подключается к одному из устройств.
Терминалы на шине Могут соперничать только по каналу D. В этом канале органи-
зуется приоритетный метод доступа CSMA/CR (Carrier Sense Multiple Access/
Collision Resolution — множественный доступ с прослушиванием несущей и разре-
шением коллизий). Передающий терминал определяет коллизию, сравнивая пере-
даваемую информацию с эхом, возвращаемым от NT-1. По каналу D передается ин-
формация, обеспечивающая управление соединениями ISDN.
Линии и разъемы интерфейсов BRI
В зависимости от типа — U (американский или европейский), S/T — для интер-
фейса BRI требуется от 1 до 3 пар проводов. Параметры линий приведены в
табл. 11.5. В качестве соединителя для сервисов BRI применяется 8-позицион-
ный разъем RJ-45 (табл. 11.6), но интерфейсы перечисленных трех типов между
собой несовместимы.
V-интерфейс BRI — обязательна одна пара (контакты 4—5), причем полярность
произвольна. Питание '48 В (7: -, 8: +) — необязательно (устройства с U-интер-
фейсом имеют собственный блок питания). Телефонные компании питание
обычно не предоставляют.
S/Т-интерфейс-. — обязательны две пары (3—6 ц.4—5), питание по паре 7—8
используется редко. Чаще используется «фантомное» питание — напряжение
между парой 3—6 (+) и парой 4—5 (-). Питание от интерфейса используют только
ISDN-телефоны, остальные устройства имеют свой источник питания. Т-интерфейс
двухточечный, S-интерфейс позволяет подключать несколько (до 8) устройств.
S-интерфейс может работать в одном из 4 режимов:
11,2, Сети ISDN 403
Л Двухточечный (point-to-point mode) — один терминал может быть удален ‘
от NT-1 до* 1 км.
 Короткая пассивная шина (short passive’ bus inode) — до 8 терминалов мо-
жет подключаться к шине параллельно с удалением от NT-1 до 100-200 м.
ж Расширенная пассивная шина (extended passive bus mode) — подключение
до 8 терминалов с удалением до 500 м.
Я Звезда (star bus mode) — подключение к NT-1 до 8 терминалов с удалени-
ем до 1 км.
Таблица 11.5. Параметры линий BRI
Параметр	Интерфейс		
	U2B1Q (американский)	U4B3T (европейский)	S/T
Максимальная длина, км	5,5	4,2 (0,4 мм) 8,2 (0,6 мм)	0,1 0,5 1,0 (в зависимости от топологии)
Максимальное затухание, дБ	42		( л	"
Импеданс, Ом	135	150	100
Топология	Точка—точка	Точка—точка	Точка—точка, шина, звезда
Полоса частот, кГц	40		96
Таблица 11.6. Назначение контактов интерфейсов BRI ISDN
Контакт	Интерфейс	
	' и	S
1	-	-
2	-	-
3	-	Rx+
.4	и	Tx+
5	и	Tx-
6	' ’ - ‘	i-	'Rx-
7	-48 Bl	-48 B1
8 ’	+48 Bl	+48 B*
‘ Необязательно.
Линии S-интерфейса должны иметь на концах 100-омные терминаторы (на
сигнальных napax)i Терминаторы входят в состав устройств и включаются пере-
мычками.
11.2.2.	Пользовательское оборудование ISDN
У пользователей сетей ISDN устанавливается оборудование с функциями NT-1,
NT-2, ТЕ1, ТА и ТЕ2 (см. рис. 11.14). Последние являются обычными аналого-
выми телефонными аппаратами и факсами. Рассмотрим применение цифровых
устройств ISDN с базовым сервисом BRI (2B+D) в локальных сетях.
404 Глава 11. Глобальные сети и технологии
Сетевые окончания — обязательные устройства, устанавливаемые в помеще-
нии заказчика и соединяемые с АТС (провайдером ISDN) U-интерфейсом, элек-
тропроводным или оптоволоконным. Эти устройства, как правило, реализуют
функции NT-1 и NT-2 и имеют выходной интерфейс S-типа — гнездо (одно или
несколько) RJ-45. Более сложные устройства могут в своем составе иметь и тер-
минальный адаптер ТА с выходными интерфейсами аналоговых телефонов
(гнезда RJ-11). Устройства требуют питания — от обычной сети переменного
тока или источника постоянного напряжения 48 В. Устройства обеспечивают
подачу питания на выходные интерфейсы, мощности достаточно для питания
2-4 оконечных устройств (телефонных аппаратов). К S-шине может подклю-
чаться до 8 терминальных устройств, но одновременно активно работать может
не более двух, если они занимают по одному В-каналу, или только одно, если
оно требует двух каналов.
Цифровые телефонные аппараты имеют S-интерфейс и занимают 1 В-канал
для обеспечения среднего качества передачи (полоса частот до 3,1 кГц). Возмож-
но и более высокое качество (полоса 7 кГц), но для этого требуется пара D-кана-
лов. Телефоны разных моделей различаются дополнительными сервисными воз-
можное, ями. Кроме уже обычных для современных кнопочных телефонов
(память повторный вызов, определение номера, громкая связь, автооответчик
и т. п.), они могут выполнять и функции, реализуемые мини-АТС: переадреса-
цию вызова, конференции. Возможно и извещение о стоимости вызова (до и по-
сле разговора), и прочие функции, состав которых расширяется. Относительно
простые телефоны питаются от S-интерфейса, более сложные имеют собствен-
ный блок питания от сети.
Видеотелефоны кроме голосовой связи обеспечивают и передачу «относите-
льно живого» видеоизображения, для чего занимается второй В-канал. В осталь-
ном к ним применимо сказанное про «обычные» цифровые телефоны.
Адаптеры для подключения компьютеров (приемопередатчики), в просторе-
чии называемые ISDN-модемами, позволяют использовать В-каналы как для пе-
редачи данных, так и для телефонной связи. Модуляцию-демодуляцию эти
устройства не выполняют, поскольку их интерфейсы с обеих сторон дифровые.
Голосовые функции могут реализовываться как аппаратно средствами адаптера,
так и использовать аудиосистему ПК (звуковую карту). По исполнению бывают
внутренними и внешними, интерфейс S-типа, внешние могут иметь и U-интер-
фейс. Внешние устройства подключаются к обычным COM-портам или шине
USB. Они должны выполнять согласование скорости передачи данных канала
(64 кбит/с) со скоростью интерфейса. Для COM-порта предельная скорость —
115 кбит/с, поэтому скорость передачи 128 кбит/с (два В-канала) получить не
удается. Шина USB предпочтительнее — она имеет более широкую полосу (1,5
или 12 Мбит/с). Внутренние устройства устанавливаются в слоты ISA, PCI или
PC Card, для них цепочка согласований проще. Предоставляемые сервисы — те-
лефония, передача факсов, поддержка сетевых протоколов — определяются, в
основном, программным обеспечением (прикладным и ОС). При использовании
протокола MLPPP (MultiLink РРР) можно организовать цифровой канал со
скоростью 128 кбит/с, используемый для выхода в Интернет или связи с удален-
ной сетью. При использовании BOD (Bandwidth On Demand) один В-канал мо-
жет использоваться постоянно для передачи данных, а второй — подключаться к
11.2. Сети ISDN
405
нему в пару по необходимости. В свободное от передачи данных время этот ка-
нал' может использоваться, например, Для телефонии.
Интеллектуальные маршрутизаторы имеют порт (или несколько портов) с
S-инТерфейсом или U-интерфейсом и порты интерфейсов локальных (Ethernet),
а иногда и глобальных сетей. Для программирования маршрутизатора как пра-
вило имеется консольный порт RS-232 для подключения терминала. Маршрути-
заторы используют в тех случаях, когда выход в ISDN требуется нескольким
компьютерам, объединенным в локальную сеть. Типовое применение — объеди-
нение в единую сеть локальных сетей и отдельных абонентов.
На рис. 11.15 приведены разные локальные конфигурации оборудования
ISDN, объединенные «облаком» коммутаторов в единую корпоративную сеть.
Здесь имеются:
И одиночные телефонизированные (видеотелефонизированные) пользователи;
К пользователи-одиночки;
ж локальные сети территориальных подразделений;
ж локальная сеть главного подразделения, Имеющая выход в Интернет через
интерфейс WAN.
Рис. 11.15. Варианты подключения к ISDN
Все компьютеризированные пользователи могут общаться по сети между со-
бой и имеют выход в Интернет. Для полноценной работы такой сети требуется,
чтобы между провайдерами ISDN, предоставляющим услуги абонентам, возмож-
но расположенным в разных городах и странах, были организованы достаточно
производительные каналы связи. Стоимость пользовательского оборудования
относительно невелика:
ж сетевое окончание — $150 ($300 с дополнительными аналоговыми интер-
фейсами);
• цифровой телефон — $120-250 (в зависимости от дополнительных воз-
можностей);
ж адаптер для компьютера — $120 (внутренний);
Ж маршрутизатор — $250 (4 порта lOBaseT). Маршрутизатор с интерфейса-
ми WAN стоит значительно дороже.
406 Глава 11. Глобальные сети и технологии
Сеть ISDN может использоваться и для объединения телефонных сетей под-
разделений, но для этого необходим сервис PRI (23 или 30 В-каналов).
11.2.3.	Передача данных по ISDN
Передача данных по D-каналам определяется протоколами ISDN второго и тре-
тьего уровней модели OSI. Использование В-каналов — скоммутированных
«синхронных труб» может иметь множество вариантов: голосовая телефония;
передача данных по протоколам РРР, MLPPP, BOD, HDLC; видеовещание и
другие.
Протоколы ISDN второго уровня описываются документами ITU Q.920-
Q.923, передача данных (канал D) описывается документом Q.921.
Для передачи данных по D-каналу используется протокол LAP-D (Link Ac-
cess Protocol — D channel), почти совпадающий с LAP-B Х.25. Структура кадра
приведена на рис. 11.16.
Flag	Address	Control	information	CRC	Flag
01111110	2 байта	2 байта		2 байга	01111110
Рис. 11.16. Структура кадра LAP-D
й Поле Address имеет структуру, приведенную на рис. 11.17:
□	SAPI (Service access point identifier) — идентификатор точки доступа
сервиса (табл. 11.8);
□	C/R (Command/Response) — признак команды/ответа;
□	EAO, ЕА1 (Address Extension) — признаки последнего октета адреса;
□	TEI (Terminal Endpoint Identifier) — идентификатор устройства шины
S/Т (табл. 11.9).
\
Бит:	1	2	3 I	4 i	5 .....	6	7	8
1 байт	SAPI						C/R	EAO
2 байт	TEI							EA1
Рис. 11.17. Структура адреса LAP-D
Таблица 11.7. Идентификаторы сервисов (SAPI)
Номер SAPI	Описание
0	Процедуры управления вызовом (call control procedures)
1	Процедуры вызова пакетного режима (packet mode useing Q.931 call procedures)
16	।	Коммуникационные процедуры пакетного режима (packet mode communications procedures)
32-47	Резерв для национального использования
63	Управляющие процедуры (management procedures)
Остальные	Резерв
11.2. Сети ISDN 407
Таблицу 11.8. Идентификаторы устройств (TEI)
Номер ТЁ1	г ' 1, ' Описание
0-63	Фиксированно назначенные
64-126	Номера, назначаемые динамически (коммутатором)
127	Широковещательное обращение ко всем устройствам
в Управляющее поле кадра Control задает тип — Информационный, управля-
ющий или ненумерованный (Information, Supervisory, or Unnumbered), и
последовательный номер N(r) и N(s).
й Information — поле Данных протокола 3-го уровня.
Я CRC — контрольный код.
Установление соединения на 2-м уровне выглядит так:
1.	Терминальное устройство ТЕ (Terminal Endpoint) и сеть обмениваются
кадрами RR (Receive Ready — готовность приема).
2.	ТЕ посылает ненумерованный информационный кадр с SAPI=63 (управ-
ление: проверка сети) и ТЕ1=127 (широковещательный адрес).
3.	Сеть назначает доступный ТЁ1 (из диапазона 64-126).
4.	ТЕ посылает кадр SABME (Set Asynchronous Balanced Mode — установка
асинхронного симметричного режима) с SAPI=O (управление вызовом) и
назначенным TEI.
5.	Сеть отвечает ненумерованным подтверждением с назначенным TEI и
SAPI=O — соединение готово к установке (setup) 3-го уровня.
Сетевой (3-й) уровень ISDN описан документами ITU Q.530-Q.939. Третий
уровень используется для установления, обслуживания и разрыва логического
сетевого соединения между двумя устройствами.
Сервисы и свойства, предоставляемые устройству, подключенному к ISDN,
определяются по идентификаторам профиля сервиса SPID (Service Profile ID).
SPID состоит из 10-значного телефонного номера ISDN, префикса и суффикса.
Использование идентификаторов необязательно, они доступны лишь во время
процедуры вызова. Если линия требует SPID, а устройство его не поддерживает,
то установление соединения на 2-м уровне проходит, а на 3-м — нет, и устройст-
во не сможет ни принять вызов, ни послать. Формат информации 3-го уровня
приведен на рис. 11.18.
Поля заголовка в формате Q.931:
	Protocol Discriminator — определитель протокола 3-го уровня, для заго-
ловка Q.931 — всегда 08h.	'
	CRV Length — длина поля CRV.
	CRV (Call Reference Value — идентификатор вызова) — 1-2-байтный
идентификатор, назначаемый каждому вызову, сделанному по сетевому
интерфейсу пользователя. После сброса вызова его идентификатор стано-
вится доступным для следующего использования.
Ж Message Туре — тип сообщения (SETUP, CONNECT, ...).
408
Глава 11. Глобальные сети и технологии
№ Информационные элементы- могут иметь произвольную длину, их состав
определяется типом Сообщения.'
I 1 . |	2	| . 3	|	4	| . 5 ‘ |	6	|	7	|	8	1
____________________________ Protocol Discriminator_________________________________—_
|	0 j 0	|	0	| О I	CRV Length_|
_______________________________________________ CRV (1 или 2 октета)______________
|	0 I_Message Type_|
Информационные элементы
Рис. 11.18. Формат информации 3-го уровня
В простейшем случае в установлении соединения 3-го уровня участвуют три
объекта: вызывающий С (Caller), вызываемый R (Receiver) и коммутатор S
(Switch). В большой сети, содержащей множество связанных между собой ком-
мутаторов, установление соединения сложнее, но с точки зрения конечных поль-
зователей сеть ISDN можно считать одним большим коммутатором.
1.	С посылает коммутатору сообщение SETUP.	'
2.	Если SETUP прошел нормально, коммутатор посылает к С сообщение
CALL PROC.и сообщение SETUP к R.
3.	R принимает SETUP, и если все в норме, звонит звонок и R посылает со-
общение ALERTING коммутатору.
4.	Коммутатор пересылает сообщение ALERTING к С.
5.	Когда R ответит на звонок, он посылает в коммутатор сообщение
CONNECT.
6.	Коммутатор пересылает сообщение CONNECT к С.
7.	С посылает коммутатору подтверждение CONNECT АСК.
8.	Коммутатор пересылает сообщение CONNECT АСК к R — соединение
установлено.
11.3. Сети Х.25
Сети глобального масштаба Х.25 основаны на коммутации пакетов между конеч-
ными узлами, их история началась с 70-х годов. Сети Х.25 реализуют три ниж-
них уровня модели OSI. Структура сети приведена на рис. 11.19, где изображены
основные элементы:
» DTE (data terminal equipment) — аппаратура передачи данных (терминалы,
компьютеры и т. п. конечное оборудование пользователей).	>
К DCE (data circuit-terminating equipment) — телекоммуникационное обору-
дование (модемы), обеспечивающее доступ к сети.
* PSE (packet switching exchange) — коммутаторы пакетов, образующие об-
лако глобальной сети.
Для «тупых» терминалов, не поддерживающих функциональности Х.25 в
полном объеме, существуют довольно простые устройства PAD (packet assemb-
11.3. Сети Х.25
409
ler/disassembler) — сборщики-разборщики пакетов. Они, как правило, имеют
один или несколько асинхронных портов, к которым подключаются обычные
терминалы, и один синхронный порт Х.25. Потоки символов из асинхронных
портов накапливаются в буферах памяти PAD, по заполнении пакета (или дру-
гим условиям) он посылается в сеть. Разборка пакета производится симметрич-
ным образом.
Рис. 11Д9. Структура сети Х.25
Рекомендации CCITT (ITU) Х.25 описывают интерфейс между оконечным
оборудованием данных DTE (ООД или АПД) и аппаратурой окончания канала
данных DCE (АКД) для терминалов, работающих в пакетном режиме и под-
ключаемых к сетяМ^передачи данных общего пользования. Физический уровень
предполагает использование любого из родственных последовательных син-
хронных интерфейсов Х.21, X.21bis, V.24, RS-232C, V.35, RS-449, а также G.703.
Для использования этих интерфейсов предполагается, что цепи DTR, DSR,
RTS,CTS находятся в состоянии «включено», в противном случае вышестоя-
щие уровни функционировать не смогут. На физическом уровне нет контроля до-
стоверности и управления потоком — эти функции выполняются канальным и се-
тевым уровнями.
На канальном уровне сеть Х.25 обеспечивает гарантированную доставку, це-
лостность данных и контроль потока, при этом задержка коммутации составляет
сотни миллисекунд. Канальный уровень реализуется протоколом LAP-B. Сеанс
связи (Х.25 Session) устанавливается между парой устройств DTE по запросу от
инициатора. После установления связи пара устройств может вести полнодуп-
лексный обмен информации. Сеанс может быть завершен по инициативе любого
DTE, после чего для последующего обмена снова потребуется установление со-
единения. Логическое соединение, обеспечивающее надежный двусторонний об-
мен между парой устройств DTE, называется виртуальной цепью (virtual circuit).
Физически виртуальная цепь может проходить через несколько PSE. Через одно
физическое соединение может проходить одновременно множество виртуальных
цепей. Виртуальные цепи могут быть двух типов: коммутируемые и постоянные.
Коммутируемые виртуальные цепи SVC (Switched Virtual Circuit) служат
для нерегулярного обмена данными и требуют установления, поддержания и за-
вершения сеанса каждый раз при необходимости обмена.
410 Глава 11. Глобальные сети итехнологии
Постоянные виртуальные цепи PVC (Permanent Virtual Circuit) не требуют
установления сеанса, и DTE могут начинать обмен в любой момент, поскольку
соединение всегда активно.
Идентификатор виртуальной цепи указывается инициатором обмена (DTE) в
заголовке пакета, посылаемого к DCE, к которому он подключен локально. DCE
определяет PSE, который может быть использован для данной передачи. Пакет,
передаваемый по цепочке PSE, достигает конечного DCE, где определяется DTE
узла назначения, к которому пакет и доставляется.
Сетевой уровень Х.25 реализуется протоколом PLP (Packet-Layer Protocol).
Протокол PLP управляет обменом кадрами через виртуальные цепи. Пакеты
PLP укладываются в поле данных кадра LAPB. PLP может работать и через реа-
лизации LLC2 в технологиях локальных сетей, а также через ISDN (LAPD).
Протокол PLP определяет 5 режимов:
ж Установление соединения (Call setup) используется для организации ком-
мутируемой виртуальной цепи между DTE, используя адресацию X.12L
Режим относится к каждой конкретной виртуальной цепи, что позволяет
устанавливать цепи во время передачи данных по другой цепи, использую-
щей то же, физическое соединение. Для постоянных виртуальных цепей
данный режим не используется.
Ж Режим передачи данных (Data-transfer mode) используется при обмене
данными через виртуальные цепи. В этом режиме выполняется сегмента-
ция, заполнение недостающих бит (padding), контроль ошибок и управле-
ние потоком. Используется для всех виртуальных цепей (PVC и SVC).
	Режим паузы (Idle mode) используется, когда коммутируемая виртуальная
цепь установлена, но обмен данными не происходит. Относится к каждой
конкретной SVC, для PVC не используется.
	Сброс соединения (Call-clearing mode) используется для завершения сеан-
са г- разрыва конкретной SVC.
Ж Режим рестарта (Restarting mode) используется для синхронизации пе-
редачи между DTE и локальным DCE. Режим не относится к конкретным
виртуальным цепям, а заставляет все DTE, подключенные к данному
DCE, установить виртуальные цепи.
Поле данных пользователя в пакете может иметь длину до 4096 байт (по
умолчанию 128). Адресация узлов DTE выполняется в соответствии с Х.121, что
обеспечивает единое пространство адресов в мировом масштабе. Возможны три
варианта адресации:
Ж Полный международный сетевой адрес: начинается с префикса «0», за ко-
торым следует трехзначный код страны (250-— СНГ/СССР), затем номер
сети в стране (1 знак) и номер узла (до 10 цифр).
Ж Полный международный телефонный номер: адрес начинается с префикса
«9», за которым следует трехзначный код страны, затем телефонный но-
мер в стране (до И цифр).
Ж Внутренний сетевой адрес: начинается с номера сети в стране, за которым
следует номер узла (до 10 цифр).
11.4. Сети Frame Relay 411
*>
Сети Х.25 широко применяются для обмена сообщениями между пользователя-
ми, построения распределенных систем клиент—сервер, подключения термин
нальных узлов (например, кассовых аппаратов, банкоматов, терминалов брониро-
вания билетов и т. п.), связи локальных сетей и других задач. Для подключения
к сети достаточно иметь обычный телефонный канал. Х.25 может работать и,че-
рез ISDN, как по D-, так и по В-каналам. Протокол Х.25 поддерживают многие
мосты и маршрутизаторы (контроллеры удаленного доступа).
Сети Х.25 стандартизованы на международном уровне и четко вписываются в
модель OSI, совместимость оборудования разных производителей высокая. Сеть
Х.25 гарантирует целостность данных, высокая надежность обеспечивается из-
быточными связями коммутаторов и возможностью динамического изменения
маршрутов. В сети имеются средства обеспечения безопасности (пародирование
доступа).
Недостатком сети являются значительные задержки передачи пакетов, из-за
которых, например, ее невозможно использовать для голосовой связи.
11.4. Сети Frame Relay
Frame Relay является упрощенным вариантом сетей с коммутацией пакетов,
ориентированным на использование цифровых линий связи со скоростью до
2 Мбит/с. Frame Relay охватывает физический и канальный уровни OSI. Интер-
фейс пользователя UNI (User-to-Network Interface) — синхронный порт со ско-
ростью 9,6_64 кбит/с (и выше). Межсетевой интерфейс NNI (Network-to-Net-
work Interface) цспользует высокопроизводительные цифровые каналы.
Сеть позволяет передавать пакеты в пункты назначения, определяемые адрес-
ным полем. Список возможных путей пересылки формируется провайдером
услуг сети. Согласно этому списку, до начала работы осуществляется конфигу-
рирование линий. Сеть обеспечивает установление постоянных виртуальных це-
пей PVC (Permanent Virtual Circuit) или же коммутируемых/SVC (Switched Vir-
tual Circuit).	t	(
Сеть Frame Relay не обеспечивает гарантированной доставки, целостности
данных и контроля потока — пакеты в сети'могут искажаться и теряться. Это яв-
ляется расплатой за довольно высокую скорость коммутации без промежуточ-
ной буферизации — вносимая задержка составляет время передачи нескольких
байт.
Сети используют синхронный формат HDLC с длиной поля данных до
4 кбайт и двухбайтным полем CRC. Мультиплексирование кадров осуществляет-
ся по двум-четырем байтам заголовка, следующего за флагом-разделителем на-
чала пакета. Формат заголовка приведен на рис. 11.23 на стр. 416.
Пакеты доставляются конечным потребителем независимо от поля CRC, но
могут аннулироваться в случае перегрузок. На практике неперегруженная сеть
доставляет пакеты довольно надежно.
Пакеты пересылаются по одной или более виртуальных цепей (Virtual Circu-
its), на которые ссылаются по идентификатору DL.CI (Data Link Connection Iden-
tifier). 10-битное поле DLCI, располагаемое в первых двух байтах заголовка, мо-
жет быть расширено дополнительными 1-2 байтами заголовка. Признаком
412 Глава 11. Глобальные сети и технологии
расширения адреса является флаг ЕА (Extended Address). Каждый DLCI имеет по-
стоянно сконфигурированный маршрут коммутации к определенному получате-
лю. Система с несколькими сконфигурированными идентификаторами (и путя-
ми) может одновременно связываться с несколькими узлами. Все соединения
DLCI устанавливаются провайдером во время конфигурирования.
7_______________2	10	7_________4	3	2	1 о
|	DLCI	| C/R | ЕА | DLCI | FECN ] BECN | DE | EA |
a
7____________________'10
|	DLCI	| EA |
6
Рис. 11.20. Формат заголовка пакета Frame Relay: a — байты 1-2, б — байты 3 и 4 (если
используются)
Флаг C/R (Command/Responce — команда/ответ) используется приложением
’ по усмотрению.
Контроля потока в сети нет, но при заказе линии (56 кбит/с или Т1) указыва-
ется разрешенная скорость передачи CIR (Committed Information Rate) для каж-
дого DLCI. Эту скорость сеть выдерживает при «нормальных условиях». Если пе-
редавать данные с большей скоростью, то сеть часть кадров может отмечать
флагом DE (Discard Eligibility — кандидат на отбрасывание) и в случае перегру-
зок они будут отброшены в первую очередь, Самые дешевые сервисы Frame Re-
lay базируются на CIR=0, что означает отметку флагом DE всех пакетов. Сеть
предупреждает о начале перегрузки установкой флагов FECN (Forward Explicit
Congestion Notification — явное уведомление о перегрузке в прямом направле-
нии) и BECN (Backward Explicit Congestion Notification — уведомление о пере-
грузке в обратном направлении). По ним приложение может снизить скорость
передачи до того, как кадры начнут пропадать из-за перегрузки.
Стоимость услуг Frame Relay зависит от заказанного CIR, причем какое-то
значение CIR может предоставляться бесплатно. Пользователю имеет смысл за-
казывать дорогой CIR только в том случае, когда на бесплатном начинают про-
падать кадры.	'
Оборудование Frame Relay, устанавливаемое в помещении заказчика — СРЕ
(Customer Premises Equipment), периодически опрашивает коммутатор для опре-
деления состояния сети и соединений DLCI. Примерно каждые 10 секунд проис-
ходит обмен пакетами, удостоверяющий исправность соединения. По этим паке-
там сеть определяет активность данного СРЕ и сообщает об этом на другом
конце соединения. Примерно раз в минуту происходит обмен пакетами FS (Full
Status — полное состояние), сообщающими, какие DLCI сконфигурированы и
активны. До первого обмена FS аппаратура СРЕ не имеет информации об актив-
ных DLCI и обмен данными происходить не может. На опрос состояния (status
polling) имеется несколько стандартов. Старейший — временный стандарт LMI
(Link Management Interface), принятый производителями до официального меж-
дународного. Он должен был смениться на ANSI Т1.617 Annex D, но до сих пор
11.5. технология ATM 413
продолжает жить. Новейший стандарт — Q.933 — наиболее приспособлен для
коммутируемых виртуальных цепей. В настоящий момент сосуществуют все три
стандарта.
Frame Relay в основном используется для маршрутизации протоколов ло-
кальных сетей (IPX и TCP/IP) через общие (public) коммуникационные сети.
Он может использоваться и для передачи асинхронного трафика, SNA и даже го-
лоса. Главная привлекательность — низкая цена. Технология распространена в
Америке (как Х.25 в Европе). Старые сети Frame Relay не всегда корректно отра-
батывают опрос состояния, поэтому бывает невозможно получить даже инфор-
мацию о готовности противоположного узла. Новые сети работают лучше. Буду-
щее технологии неопределенно — особо перспективной она не считается.
11.5. Технология ATM
Технология ATM (Asynchronous Transfer Mode — асинхронный режим переда-
чи) разрабатывалась как единая основа для передачи разнородного трафика
(цифровых, голосовых и мультимедийных данных) по одним и тем же системам
и линиям связи. Корнями она уходит в работы ITU по созданию BISDN (Broad-
band ISDN) — широкополосной цифровой сети с интегрированными сервисами.
Стандартизация технологии находится в ведении форума ATM, который распро-
странил ее применимость не только на публичные сети (как BISDN), но и на ча-
стные сети. Технологию ATM одно время считали самой перспективной и уни-
версальной — от глобальных магистралей до рабочих мест локальных сетей.
Однако из-за высокой цены и сложности применения ATM, а также благодаря
успехам традиционных локальных технологий сфера ее применения ограничива-
ется в основном глобальными и локальными магистралями.
В технологии ATM информация передается в ячейках (cell) фиксированного
размера в 53 байта, из которых для «полезных» данных доступны 48 байт. Ячей-
ки пересылаются между конечными точками через сеть коммутаторов, соединен-
ных между собой цифровыми линиями связи. Коммутация ячеек сочетает преи-
мущества коммутации цепей и коммутации пакетов: гарантированная полоса
пропускания и постоянная задержка передачи между двумя точками сочетаются
с эффективной передачей скачкообразно изменяющегося трафика. Малый раз-
мер ячеек выгоден для передачи трафика, чувствительного к задержкам. Так, на-
пример, голосовой канал (РСМ, 8 кГц) заполняет ячейку всего за 6 мс. При пере-
даче по линии связи ячейкам критичного трафика не придется долго ожидать
завершения передачи длинного кадра или прерывать его передачу. Фиксирован-
ный формат ячейки упрощает ее обработку коммуникационным оборудованием,
что позволяет ее выполнять на аппаратном уровне с высокими скоростями.
11.5.1. Интерфейсы UNI и NNI
В ATM все узлы соединяются друг с другом двухточечными интерфейса-
ми. Коммутаторы поддерживают два основных типа интерфейса: UNI и NNI.
Пользовательский интерфейс UNI (User-to-Network Interface) используется для
414 Глава 11. Глобальные сети и технологии
подключения к коммутатору конечных систем. Межсетевой интерфейс NNI
(Network-to-Network Interface) используется для соединений между коммутато-
рами. В зависимости от принадлежности и территории установки коммутатора,
интерфейсы UNI и NNI разделяются на публичные (public) и частные (private).
Частный UNI используется для связи узла с собственным коммутатором заказ-
чика, частные NNI используются для связи между его коммутаторами. Публич-
ный UNI используется для связи пользователя с коммутатором, принадлежащим
оператору связи. Публичный NNI соединяет коммутаторы одной публичной
сети. В дополнение к этомудшеется дополнительная спецификация B-ICI (Broad-
band Interexchange Carrier Interconnect) для связи коммутаторов, принадлежа-
щих разным публичным сетям (разным провайдерам). Все эти интерфейсы изоб-
ражены на рис. 11.21.
Частная сеть
J
Публичная сеть А
Публичная сеть В
Рис. 11.21. Интерфейсы сетей ATM
б
, Рис. 11.22. Форматы заголовков ячеек ATM: а — UNI, б — NNI
11.5. Технология ATM
415
Ячейки ATM/имеют 5-байтные заголовки, формат которых различен для UNI
и NNI (рис; 11.22). Поля ячеек имеют следующее назначение: -
9 GFC (Generic Flow Control) — общее управление потоком (идентификация
множества станций, разделяющих интерфейс ATM). Поле существует
только в UNI и обычно не используется.
W VPI (Virtual Path Identifier) — идентификатор виртуального пути, совмест-
но с VCI идентифицирует следующую точку назначения ячейки при ее пе-
редаче по цепочке коммутаторов. В NNI разрядность поля расширена для
поддержки большего числа виртуальных путей.
	VCI (Virtual Channel Identifier) — идентификатор виртуального канала, со-
вместно с VPI Идентифицирует следующую точку назначения ячейки.
ж PT (Payload Туре) — тип информации. Первый бит определяет, являются
ли данные пользовательскими (0) или управляющими (1), Для пользова-
тельских данных второй бит используется для сигнализации о перегрузке,
третий является признаком последней ячейки в цепочке, образующей кадр
AAL 5 (см. ниже). Ячейки с управляющими данными могут быть четырех
типов, два из которых используются для данных информационного потока
ОАМ (Operations Administration and Maintenance), один тип для управле-
ния трафиком и один зарезервирован. Информация ОАМ передается меж-
ду коммутаторами, в ней содержатся сведения об их состоянии, управляю-
щие параметры и т. п. .
Ж CLP (Congestion Loss Priority) — приоритет потерь при перегрузках. При CLP=
=1 в случае перегрузки ячейкабу^ет выброшена раньше той, у которой CLP=O.
ж НЕС (Header Error Control) — контрольная последовательность, подсчитан-
ная только для заголовка. Позволяет исправлять однократные и выявлять
многократные битовые ошибки.
Существует три типа сервиса ATM:	/
ж Постоянные виртуальные цепи PVC (Permanent Virtual Circuits) обеспе-
чивают прямую связь между узлами (аналогично выделенным линиям).
Соединение устанавливается вручную, оно статично и не требует допол-
нительных процедур перед передачей данных.
В Коммутируемые виртуальные цепи SVC (Switched Virtual Circuits) уста-
навливаются динамически только на время передачи данных, как в комму-
тируемой телефонной линии. Для этого необходимо' выполнять протокол
сигнализации между конечными точками и коммутаторами, что занимает
некоторое время и порождает дополнительный служебный трафик.
	Сервис без установления соединения (connectionless service)
Сети ATM принципиально ориентирбваны на установление соединения, и до
передачи данных между конечными точками должен быть установлен виртуаль-
ный канал VC (Virtual Channel). Существует два типа соединений: виртуальный
путь VP (Virtual Path), идентифицируемый полем VPI, и виртуальный канал,
идентифицируемый комбинацией VPI и VCI. Виртуальный путь является связкой
виртуальных каналов, коммутируемых на основе общего VPI. Однако VPI и VCI
416 Глава 11. Глобальные сети и технологии
имеют значение только для конкретной линии связи и перераспределяются на
каждом коммутаторе.
Основная задача коммутатора ATM — продвижение ячеек. Коммутатор при-
нимает ячейку и по значениям VCI и VPI через таблицу трансляции определяет
выходной интерфейс (интерфейсы), в который она должна быть направлена. По
этой же таблице определяются и новые значения VPI и VCI для данной ячейки.
Для установления соединения должны быть сделаны соответствующие записи в
таблицах трансляции всех коммутаторов по пути между конечными точками.
11.5.2.	Архитектурная модель ATM
Архитектурная модель ATM приведена на рис. 11.23. В ней имеется три плана
(плоскости, plane), распространяющихся на все уровни:
	Управление (Control) — генерация и обслуживание запросов сигнализации.
ж Пользовательский (User) — обслуживание передачи данных.
К Менеджмент (Management) — управление функциями, специфическими
для конкретных уровней (обнаружение отказов, разрешение протоколь-
ных проблем), и управление планами в комплексе.
Модель OSI
Прикладной уровень
Уровень представления
Сеансовый уровень
Транспортный уровень
Рис. 11.23. Архитектурная модель ATM
Уровни'модели ATM:
	Физический (Physical layer) аналогично физическому уровню OSI опреде-
ляет способы передачи в зависимости от среды.
Ш Уровень ATM (ATM layer) отвечает за передачу ячеек через сеть ATM, ис-
пользуя информацию их заголовков. Вместе с уровнем адаптации пример-
но эквивалентен второму уровню модели OSI,
К Уровень адаптации ATM, AAL (ATM Adaptation Layer) обеспечивает изо-
ляцию верхних протокольных уровней от деталей АТМ-процесса.
11.5. Технология ATM
417
Я Высшие уровни, расположенные над AAL, принимают пользовательские
данные, оформляют их-в виде пакетов для AAL и выполняют обратные
преобразования.
Физический уровень преобразует биты в ячейки и обратно, передает и прини-
мает биты, определяет границы ячеек и упаковывает ячейки в кадры, соответст-
вующие среде передачи. Физический уровень делится на два подуровня:
М PMD (Physical Medium-Dependent), зависимый от среды передачи, син-
хронизирует передачу и-прием с непрерывными потоками пересылаемых
бит и определяет физическую среду, включая типы кабелей и коннекто-
ров. Примерами PMD являются каналы SONET/SDH, DS-3/E3, передача
по ММ-волокну или витой паре со скоростью 155 Мбит/с с кодировани-
ем 8В/10В.
ж Подуровень конвергенции передачи ТС (Transmission-Convergence) опреде-
ляет границы ячеек в потоке бит, генерирует и проверяет контрольное
поле заголовка (НЕС), согласует скорость передачи ячеек и упаковывает
ячейки- в кадры. При согласовании скорости вводятся или, наоборот, по-
давляются пустые ячейки для подстройки под скорость системы передачи.
Упаковка в кадры учитывает особенности каналов. В простейшем случае
используется прямая передача ячеек, когда ойи побитно передаются в фи-
зическую среду. При использовании интерфейсов синхронных (SONET/
SDH) или плезиохронных иерархий (PDH) ячейки должны упаковывать-
ся в кадры в соответствии с правилами конкретных интерфейсов.
11.5.3.	Классы сервиса и уровни адаптации
Для различных видов информации (голос, видеоинформация и данные), переда-
ваемой с помощью ATM, определены следующие классы сервисов:
в класс А используется для передачи с постоянной скоростью потока дан-
ных (Constant Bit Rate, CBR), обеспечивает эмуляций коммутированного
канала, подходит для голосовых данных;
-• класс В используется для передачи с переменной скоростью потока дан-
ных (Variable Bit Rate, VBR), например для видеоконференций;
Ж класс С используется для передачи данных с установлением соединения;
а клаСс D используется для передачи данных без установления соединения.
В уровне адаптации имеется подуровень сегментации и обратной сборки SAR
(Segmentation And Reassembly), предназначенный для взаимного преобразова-
ния блоков высших протоколов в ячейки и обратно. Для каждого класса сервиса
первоначально были определены соответствующие уровни адаптации AAL1-
AAL4, но в процессе развития стандарта остались следующие:
ж AAL1 — сервис с установлением соединения, эмулирующий линию связи
(circuit-emulation), предназначен для передачи данных с постоянной ско-
ростью (класс А). Он удобен для передачи голоса, организации видеокон-
ференций и эмуляции подключения через выделенную линию. AAL1
418	Глава 11. Глобальные сети и технологии
требует синхронизации между источником и конечным приемником, кото-,
рая обеспечивается используемыми линиями связи (например, SONET/
SDH). В контейнер кроме собственно данных помещается последователь-
ный номер ячейки SN (Sequence Number) и поле SNP (Sequence Number
Protection), его защищающее. По этим полям AAL1 на приемной стороне
может убедиться в корректности порядка приема ячеек.
Ш AAL3/4 — сервисы с установлением,соединения и без установления соеди-
нения. Форматы ячеек для обоих классов (С и D) оказались одинаковыми.
Здесь из пользовательских данных формируются протокольные блоки
PDU (Protocol Data Unit), добавляя перед началом данных заголовок и
поле длины после данных. Далее этот блок фрагментируется на порции
маленького размера, каждая порция снабжается заголовком SAR и для нее
подсчитывается/контрольное поле (CRC-10), добавляемое в конце. Эти
порции с CRC помещаются в поле данных ячеек, которые снабжаются
заголовком и спускаются на уровень ATM для передачи. Таким образом,
каждый фрагмент протокольного блока имеет контроль достоверности
передачи. В заголовке SAR имеется поле типа (первая, промежуточная
или последняя ячейка в сообщении), последовательный номер (для сбор-
ки в правильном порядке) и идентификатор мультиплексирования (multi-
plexing identifier), который позволяет выявлять трафик конкретного ис-
точника, чередующегося с другими в одном виртуальном соединении.
 AAL5 изначально предназначен -для передачи данных с установлением со-
единения и без установления соединения. Он используется, например, для
классической реализации IP поверх ATM (classical IP over ATM) и эмуля-
ции локальных сетей LANE (LAN Emulation). Здесь упаковка происходит
проще: к блоку пользовательских данных добавляется заполнитель и хвос-
товик (trailer). Хвостовик содержит поле длины и 32-битную контрольную
последовательность (CRC), благодаря которой можно выявлять пропажу
ячеек и искажение данных. Заполнитель обеспечивает длину результиру-
ющего блока, кратную 48 байт. Далее весь Этот блок 48-байтными порция-
ми укладывается в поля данных последовательных ячеек. У последней
ячейки сообщения в заголовке устанавливается соответствующий бит в
поле РТ. Здесь избыточность значительно меньше, но невозможно муль-
типлексирование: ячейки одного сообщения в виртуальном канале не мо-
гут чередоваться с ячейками другого сообщения, они должны идти друг за
другом.
Уровень AAL2 был задуман для класа В, но его изъяли, поскольку этот класс
может с успехом пользоваться AAL1, AAL3/4 или AAL5.
11.5.4.	Адресация
Для сетей ATM с постоянными виртуальными цепями, где соединения устанавли-
ваются вручную, специальная адресация не требуется. В сетях с коммутируемы-
ми виртуальными цепями используется специальная система адресации, постро-
енная по иерархическому принципу. Адресация ATM не связана с адресацией,
используемой в протоколах верхнего уровня. Большой размер адреса (20 байт)
11.5. Технология ATM 419
позволяет не опасаться дефицита адресов в обозримом будущем. В частных се-
тях возможно использование трех форматов адресов, приведенных на рис. 11.24.
В любом случае адрес состоит из части начального домена IDP (Initial Domain
Part) и доменно-специфичной части DSP (Domain Specific Part). Поля имеют сле-
дующие назначения:
	AFI (Authority and Format Identifier) — идентификатор формата: 39=DCC,
47=ICD, 45=E.164.
» DCC (Data Country Code) — идентификатор страны.
» НО-DSP (High-Order Domain Specific Part) — старшая часть адреса, постро-
енная по доменному принципу. Состоит из идентификатора корневого до-
мена RD (Routing Domain) и идентификатора области (AREA). Комбина-
ция этих полей поддерживает гибкую многоуровневую иерархию адресов
для-протоколов маршрутизации, основанных на префиксах. '
	ESI (End System Identifier) — идентификатор конечной системы, 48-бит-
ный МАС-адрес, назначаемый IEEE.
	SEL (Selector) — селектор, используемый конечными станциями (для сети
значения не имеет).
	1СЕ> (International Code Designator) — код организации международного
уровня, назначаемый Британской организацией по стандартизации.
в Е.164 — адрес BISDN в формате Е.164 (аналогично телефонной нумерации).
Рис. 11.24* Форматы адресов ATM: а — формат DCC ATM, б — формат ICD ATM, в — формат
'	NASP Е.164
Полный адрес конечной системы собирается из адреса порта и собственного
идентификатора устройства, он должен быть уникальным в пределах сети.
В пределах сети желательна уникальность адресов и портов коммутаторов, в.
противном случае возникнут проблемы с маршрутизацией. Для конечных сис-
тем имеется возможность регистрации адресов с помощью интерфейса ILMI (In-
terim Local Management Interface), обеспечивающего обмен управляющей ин-
формацией в UNI. Если коммутаторы, к которым подключаются конечные
системы, поддерживают ILMI, то перенос конечной системы с одного порта на
420
Глава 11. Глобальные сети и технологии
другой по адресации, будет отработан автоматически (не потребует ручного ад-
министрирования).
11.5.5.	Соединения ATM
ATM поддерживает два типа соединений: точка-точка и точка-множество то-
чек. Двухточечное соединение может быть как однонаправленным, так и двуна-
правленным. Соединение точка-множество точек может быть только однонап-
равленным: от одного источника — корневого узла (root node) к множеству
получателей «листьев» (leaves). «Листья» в таком соединении не могут переда-
вать данные ни к «корню», ни к другим «листьям». Размножением ячеек при
множественном соединении занимаются коммутаторы, в которых происходит
разветвление соединений. Широковещательные возможности и групповая пере-
дача в том виде, как они существуют в локальных сетях с разделяемой средой пе-
редачи, когда любой узел может послать кадр всем остальным или группе, с ис-
пользованием AAL5 невозможны. Это обусловлено отсутствием в AAL5
идентификатора принадлежности конкретной ячейки к конкретному узлу, в ре-
зультате чего корректная сборка сообщений от множества узлов в одном виртуа-
льном соединении невозможна.
Для организации многоадресных групповых передач (multicasting), используя
AAL5, имеется три потенциальных возможности:
9 Групповая передача по виртуальному пути (VP multicasting) подразумева-
ет, что все узлы группы соединяются одним виртуальным путем (VP), но
каждому из них назначается уникальный VCI, по которому их ячейки
идентифицируются при чередовании пакетов. Для этого требуется прото-
кол уникального назначения VCI, которого пока нет, и не ясно, поддержи-
вают ли этот метод конкретные SAR-устройства.
в Сервер группового вещания (multicast server) — специальный узел — при-
нимает сообщения ото всех узлов группы по двухточечным виртуальным
соединениям. К узлам, желающим получать групповой трафик, сервер
подключается однонаправленным соединением точка-множество точек и
по этому соединению поочередно передает сообщения, полученные от уча-
стников группы. Ячейки этих сообщений не чередуются — каждое сообще-
ние сервером передается целиком, непрерывной цепочкой ячеек.
ж Перекрывающие соединения точка-множество точек (overlaid point-to-
multipoint connection). Каждый вещающий узел группы устанавливает
групповое однонаправленное соединение с остальными принимающими
узлами группы. При этом требуется установление и поддержание большо-
го количества соединений (а не двух, как при использовании сервера). Для
входа в группу (и выхода) требуется выполнение процедуры регистрации,
в результате которой каждый вещатель должен узнавать о появлении но-
вого узла для установления дополнительных соединений. Данный метод
плохо масштабируется из-за роста числа поддерживаемых соединений.
Однако использование груйпового сервера может ограничивать произво-
дительность секвенсера, упорядочивающего сообщения, а также он явля-
ется единой точкой отказа.
11.5. Технология ATM 421
11.5.6.	Качество обслуживания в ATM
Гарантии качества обслуживания QoS (Quality of Service) состоят из контрак-
та на трафик (traffic contract), формирования трафика (traffic shaping) и по-
лиции трафика (traffic policing). Контракт на качество сервиса заключается
при подключении конечной системы к сети. Он описывает, форму трафика:
значение Пиковой скорости, среднего продолжительного потока, размер паке-
та передач.
Формирование трафика — это использование очередей для придерживания
пакетов передач, ограничение пиковой скорости, сглаживание колебаний так,
чтобы трафик соответствовал заявленной форме. Устройства ATM отвечают за
соблюдение контракта в части формы трафика. Коммутаторы ATM могут приме-
нять полицейские санкции к нарушителям контракта. Коммутатор может изме-
рять реальный трафик и сравнивать его с заявленным. Если реальный выходит
за допустимые границы, коммутатор часть ячеек пометит битом CLP, после чего
в случае перегрузки по пути к получателю коммутаторы будут удалять эти ячей-
ки в первую очередь.
11.5.7.	Сигнализация и установление соединения
Когда устройство ATM хочет установить соединение с другим устройством, оно
посылает пакет запроса сигнализации к коммутатору, к которому оно подключе-
но. Этот запрос содержит ATM-адрес вызываемого узла и параметры QoS, требу-
емые для заказываемого соединения. Протокол сигнализации для NNI и UNI
различен.
Ныне действующий стандарт, UNI 3.1 основан на протоколе сигнализации
публичных сетей Q.2931, разработанном ITU-T. Сигнализация посылается по
известному соединению с VPI = О, VCI = 5. Для NNI стандарт сигнализации на-
ходится в стадии разработки.
Процесс установления соединения выполняется ОднопроходОвым методом,
как в телефонной сети. Запрос сигнализации от инициатора распространяется
по сети в сторону пункта назначения, и по его трассе устанавливаются соедине-
ния. Когда запрос достигает конечного узла, он может быть принят или отверг-
нут. Маршрут для запроса прокладывается протоколом маршрутизации, уста-
навливающим соединение на основе информации об адресе и требований QoS.
Если параметры QoS не вписываются в возможности сети, запрос будет отверг-
нут еще по пути. Согласование отвергнутого соединения в некоторой мере воз-
можно путем изменения заявляемых параметров QoS.
Конечный' узел-инициатор соединения посылает сообщение setup (адрес и
QoS), на которое входной коммутатор (ingress switch) отвечает сообщением call
proceeding и запускает протокол маршрутизации. Сообщение setup будет распро-
страняться в сторону вызываемого узла и достигнет выходного коммутатора (eg-
ress switch), к которому подключен этот узел. Этот коммутатор передаст сообще-
ние в вызываемый уЗёл. Узел ответит сообщением connect, если он принял
соединение, или release, если отверг. Это ответное сообщение Вернется по сети по
пути, проложенному пришедшим запросом. После положительного ответа по
установленному соединению можно передавать и данные.
422 Глава 11. Глобальные сети и технологии
11.5.8.	Эмуляция технологий локальных
сетей (LANE)
Стандарт LANE (LAN Emulation), введенный ATM-форумом, обеспечивает пре-
доставление ATM-станциям тех же возможностей, которые имеют узлы тради-
ционных локальных сетей с технологиями Ethernet, Token Ring, FDDI. Прото-
кол LANE эмулирует локальную Сеть поверх сети ATM. Протокол определяет
механизмы эмуляции IEEE 802.3 Ethernet или 802.5 Token Ring (Fast и Gigabit
Ethernet и lOOVG-AnyLAN используют те же кадры). Текущие версии LANE не
определяют отдельно инкапсуляцию кадров FDDI, эти кадры должны отобра-
жаться в кадры 802.3 или 802.5 с помощью традиционных мостов.
Протокол LANE определяет сервисы для Протоколов верхнего (сетевого)
уровня так же, как и в эмулируемых технологиях. Данные пересылаются йо сети
ATM в кадрах с МАС-форматом, свойственным этим технологиям. Сеть ATM с
LANE ведет себя как эмулируемая технология (но с большей скоростью переда-
чи), но МАС-протокол (CSMA/CD или передача маркера для получения права
доступа) не эмулируется.
Основная функция протокола LANE — преобразование МАС-адресов в
ATM-адреса и обратно для того, чтобы конечные системы могли связываться и
обмениваться данными, используя МАС-адреса. Протокол LANE работает на
двух типах оборудования, подключенного к сети ATM: интерфейсных картах и
коммутаторах ЛВС. Интерфейсные карты с LANE Имеют сетевой интерфейс
ATM, но для драйверов предоставляют сервисы локальных технологий. Благода-
ря этому верхние протокольные уровни работают с ними как с обычными сете-
выми картами (Ethernet или Token Ring), но на скорости ATM. Коммутатор
ЛВС, подключенный к сети ATM, совместно с другими такими же. коммутатора-
ми и ATM-узлами с LANE используется для организации виртуальных локаль-
ных сетей (ВЛС). Порты этих коммутаторов будут принадлежать к определен-
ным ВЛС, независимо от их физического положения в сети ATM. Протокол
LANE не требует от коммутаторов ATM никаких дополнительных функций, он
основан на стандартной сигнализации ATM.
Протокол LANE определяет операции на одной эмулируемой ЛВС (ELAN)
или ВЛС (VLAN). В одной сети ATM может существовать множество ELAN.
Каждая ELAN эмулирует либо Ethernet, либо Token Ring. Компоненты ELAN
изображены на рис. 11.25.
Клиент LANE (LAN Emulation Client, LEC) — элемент конечной системы, ко-
торый выполняет передачу данных, преобразование и регистрацию МАС-адре-
сов, используя для этого сервер LANE. LEC обеспечивает для высших протоко-
лов интерфейс традиционных ЛВС. .Конечная система ATM, подключенная к
нескольким ELAN, имеет по одному LEC на каждую ELAN.
Сервер эмуляции (LAN Emulation Server, LES) является центральной точкой
управления, с которой клиенты обмениваются регистрационной и управляющей
информацией. Для каждой ELAN имеется свой сервер.
Сервер широковещания (Broadcast and Unknown Server, BUS), отдельный для
каждой ELAN, предназначен для трансляции широковещательного и группового
Трафика всем клиентам ELAN или VLAN. Он же собирает и трафик с неизвест-
ными адресами назначения.
11.5. Технология ATM 423
Сервер конфигурации (LAN Emulation Configuration Server, LECS) обслужи-
вает базы данных эмулируемых сетей. На запросы от клиентов сообщает иденти-
фикатор ELAN и ATM-адрес сервера эмуляции. Сервер конфигурации может
обслуживать множество ELAN в пределах административного домена.
Между участниками эмуляции устанавливаются, виртуальные цепи разных
типов;
й двунаправленное двухточечное между клиентом и сервером конфигурации;
 двунаправленное двухточечное между клиентом и сервером эмуляции;
« однонаправленное (обычно точка—множество точек) от сервера эмуляции
ко -всем клиентам;	;
• двунаправленное двухточечное между клиентами для передачи данных.
Операции в LANE можно разделить на несколько стадий: инициализация и
конфигурирование, регистрация на сервере эмуляции, поиск и регистрация на
сервере широковещания, передача данных.
Во время инициализации клиент узнает свой адрес (обычно через регистра-
цию), после чего ищет сервер конфигурации (LECS). Для его поиска есть не-
сколько способов: использовать процедуру ILMI для определения его адреса, ис-
пользовать известный адрес LECS или использовать известное постоянное
соединение с LECS (VPI = б, VCI - 17). Найдя сервер, клиент посылает ему за-
прос конфигурации, на который получает ответ с адресом сервера эмуляции, ти-
пом эмулируемой ЛВС, допустимым размером кадра и символьным названием
ELAN.	•	,
Во время регистрации на сервере эмуляции клиент в запросе на вступление
сообщает свой ATM-адрес и МАС-адрес (или список МАС-адресов узлов, пред-
ставителем которых он выступает). Сервер следит за -уникальностью МАС- и
ATM-адресов. Возможность членства сервер LES спрашивает у сервера конфи-
гурации LECS. В случае успешного вступления в сеть сервер информирует об
этом клиента и сообщает ему его идентификатор LECID (LAN Emulation Client
ID). Сервер присоединяет клиента к группе для своего однонаправленного ди-
рективного вещайия.
LECID используется клиентом для фильтрации собственных широковещатель-
ных сообщений, получаемых от BUS.
424 Глава 11. Глобальные сети и технологии ч
Следующим этапом является поиск сервера BUS и присоединение к нему. Для
этого клиент посылает запрос с МАС-адресом OFFFFFFFF к LES, на который
получает ответ с ATM-адресом сервера BUS. По этому адресу клиент обращает-
ся к BUS, который включает его в список для группового вещания. Теперь кли-
ент готов к обмену данными с любым узлом эмулированной сети, дошедшим до
того же состояния.
Для передачи данных способом, естественным для ATM, инициатору нужно
знать ATM-адрес узла назначения (МАС-адрес он знает). Если адрес известен,
то клиент-инициатор устанавливает виртуальную цепь с получателем напрямую
и передает данные. Если адрес неизвестен, его приходится срочно узнавать. По-
скольку механизм разрешения адресов ATM может занять слишком много вре-
мени (по меркам верхних протоколов1, ориентированных на локальные технологии),
первый паке! (а то и несколько пакетов) передается через сервер широковеща-
ния BUS. Пока BUS занимается его доставкой всем клиентам ELAN, клиент-
инициатор посылает запрос на разрешение адреса (LLE_ARP_Request) к серве-
ру эмуляции. Если сервер знает искомый адрес, он сообщит его клиенту. Если не
знает, то этот запрос он будет посылать ко всем подключенным к нему узлам (но
не широковещательно, а одноадресными посылками в соответствии с определен-
ной политикой). В запросе имеется адрес ищущего узла (инициатора обмена), по
которому ему ответит искомый узел (если таковой имеется). Теперь узел-иници-
атор может передавать данные, установив прямое соединение с узлом назначе-
ния. Но до этого он должен убедиться в том, что все пакеты, посланные через
BUS,' дошли до получателя (поскольку AAL5 не допускает чередования паке-
тов). Для этого выполняется процедура очистки (LANE flush procedure): вслед за
последним пакетом по пути через BUS посылается управляющая ячейка, на ко-
торую получатель (узел назначения) должен ответить подтверждением по уже
установленному соединению с инициатором. Только получив это подтвержде-
ние, инициатор может использовать для передачи данных прямое соединение.
Если во время передачи текущего пакета BUS получает пакеты от других узлов,
он их придерживает до окончания Текущей передачи.
Стандарт LANE постепенно развивается. Его вторая версия устраняет неко-
торые недостатки первой. В Частности, предусматриваются избыточные серверы
эмуляции (единственность серверов делает сеть уязвимой). Эмулйруемые сети
могут иметь до 2000 клиентов.	,
11.5.9.	Использование ATM сетевыми
протоколами (Classical IP и МРОА)
Технология ATM как мощная и гибкая транспортная система, может использо-
ваться для доставки данных сетевого уровня. В принципе, любые сетевые прото-
колы могут инкапсулироваться в ячейки ATM и передаваться в требуемые пунк-
ты назначения. Наиболее распространена передача через ATM дейтаграмм
протокола IP. Для этого имеется несколько возможностей.
Протокол Classical IP (RFC 1577) основан на классическом подходе к постро-
ению IP-сетей. Он обеспечивает связь между узлами, принадлежащими одной
IP-подсети (конечными узлами и шлюзами). Основная задача протокола — раз-
11.5. ТехнологияАТМ
425
решение адресов: по известному IP-адресу определить ATM-адрес узла (прямой
запрос) и по известному ATM-адресу определить IP-адрес узла (инверсный за-
прос). В локальных технологиях, обеспечивающих широковещание, такая задача
решается протоколами ARP/RARP достаточно просто. В ATM широковещания
в чистом виде нет, и задача разрешения адресов решается с помощью специаль-
ного ATMARP-сервера, реализующего одноименный протокол. ATM-адрес сер-
вера сообщается клиентам (узлам IP-подсети) при конфигурировании вручную.
При инициализации узел посылает в сервер инверсный запрос, по которому сер-
вер сообщает ему IP-адрес, назначенный этому узлу. Сервер регистрирует у себя
этот узел как «живой». Когда клиент хочет послать сообщение определенному
узлу по IP-адресу, он запрашивает его ATM-адрес у сервера прямым запросом.
Узнав ATM-адрес, он сохраняет его в своей локальной таблице (чтобы лишний
раз не спрашивать) и устанавливает с узлом виртуальное соединение для обмена
данными. Отличительной особенностью ATMARP является возможность полу-
чения от сервера отрицательного ответа вместо «молчания цо протоколу ARP» в
Классическом варианте. .
,Протокол Classical IP позволяет устанавливать прямые соединения только
между узлами одной IP-подсети. Если подсетей несколько, то для связи их узлов
требуется маршрутизатор. Даже если узлы разных подсетей находятся в одной
сети ATM, «разговаривать» они могут только через маршрутизатор, который мо-
жет оказаться узким местом. Несколько непривычно, что IP-маршрутизатор для
ATM может иметь всего один физический интерфейс, через который устанавли-
ваются виртуальные соединения с узлами всех маршрутизируемых им подсетей.
Технология МРОА (Multi Protocol Over ATM), как И следует из названия, поз-
воляет передавать по сети данные множества протоколов. В отличие от Classical
IP она позволяет спрямлять пути между узлами, принадлежащими различным
подсетям. По идее построения она Напоминает LANE и тоже базируется на рас-
пределении функций между клиентской и серверной частью. Сервер МРОА со-
вместно с клиентами, базирующимися в сетевых адаптерах конечных узлов и/
или пограничных коммутаторах уровня, представляет собой распределенный
маршрутизатор. Сервер предоставляет клиентам информацию сетевого уровня,
пользуясь которой, клиенты по возможности устанавливают между собой крат-
чайшие связи по сети ATM для передачи данных верхних протоколов.
11.5.10.	Оборудование ATM
Основное оборудование ATM — это коммутаторы различного назначения. Ком-
мутаторы делятся на магистральные и пограничные. Магистральные коммутато-
ры имеют только ATM-интерфейсы и могут соединяться только с АТМ-оборудо-
ванием (коммутаторами и сетевыми адаптерами). От них требуется только
коммутация ячеек, естественно, с максимально возможной скоростью. Погра-
ничные коммутаторы, как это и следует из названия, устанавливаются на грани-
це сети ATM. Кроме портов ATM они имеют интерфейсы иных технологий (на-
пример, Ethernet), к которым подключаются уже не ATM-узлы (конечные
системы, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы). От пограничных комму-
таторов требуется большая функциональность, например, поддержка LANE и/
426 Глава 11. Глобальные сети и технологии
или МРОА. По производительности пограничные коммутаторы обычно уступа-
ют магистральным.
Коммутаторы ATM, как правило, имеют модульную конструкцию. Это связа-
но с высокой стоимостью портов и собственно коммутирующих узлов — допол-
нительные затраты на модульность окупаются возможностью подбора конфигу-
рации, наиболее близкой к решаемой в данный момент задаче, и ’возможностью
ее расширения.
Заметим, что некоторые коммутаторы Ethernet (Fast, Gigabit) имеют порты
«АТМ-ирЦпк», но-при этом почему-то не позиционируются как пограничные
коммутаторы ATM. Это связано с тем, что данные порты реализуют только фи-
зический интерфейс ATM с высокой скоростью передачи по оптоволокну. При
этом формированием ячеек ATM из МАС-кадров они не занимаются (потому и
недороги). Из этого следует, что этот порт UpLink может подключаться только к
аналогичному порту аналогичного коммутатора, но не к «честному» коммутато-
ру ATM.
Сетевые адаптеры ATM для компьютеров выпускаются только для высокопро-
изводительных шин (например, PCI). -Цена самих адаптеров и сопутствующие
расходы (на приобретение коммутаторов с достаточным количеством портов), а
также сложность управления и администрирования'Ше позволяют говорить об
ATM как технологии для каждого рабочего места. В последнее время ряд фирм
(в том числе ЗСош) перестали позиционировать устройства ATM как оборудова-
ние локальных сетей, но развивают линии магистральных продуктов.
ЧАСТЬ V
Локальные сети
Построение
локальных сетей
Эта глава посвящена практическим вопросам построения локальных сетей. Для
построения сетей из нескольких компьютеров, соединенных общей шиной Ether-
net, достаточно было проложить и разделать кабели, установить и сконфигури-
ровать сетевые адаптеры и установить сетевые операционные системы на компь-
ютеры. После этого сеть работала (хорошо или плохо), а администратору на
аппаратном уровне оставалось только присматривать за порядком в нехитром
(но ненадежном) кабельном хозяйстве. Добавление новых пользователей тоже
не вызывало особых проблем, но лишь до тех пор, пока хватало длины кабеля,
терпения при поиске плохих разъемов и полосы пропускания разделяемой сре-
ды передачи. Современные сети представляют собой довольно сложные распре-
деленные аппаратно-программные комплексы, способы построения которых не-
однозначны. В этой главе рассматриваются вопросы структуризации локальных
сетей, позволяющие наращивать их размеры и пропускную способность — от
простейшей сегментации до виртуальных локальных сетей (VLAN). Уделяется
внимание и связи локальны# сетей с внешним миром — обеспечению удаленного
доступа, выхода в Интернет и организации виртуальных частных сетей.
12.1.	Оборудование локальных сетей
В начале книги были введены понятия «конечных систем» и «промежуточных
систем». Из всего многообразия оборудования перечислим наиболее широко
распространенные типы ц дадим их краткие характеристики. Иконки соответст-
вуют изображениям этих устройств на структурных схемах сетей.
12.1. Оборудование локальных сетей'	429
12.1.1.	Конечное сетевое оборудование
Конечное сетевое оборудование является источником и получателем информа-
ции, передаваемой по сети. Оно однозначно подпадает под определение DTE
(Data Terminal Equipment) и АПД (аппаратура передачи данных).
И Компьютер, подключенный к сети, является самым универсальным узлом.
Прикладное использование компьютера в сети определяется программным
обеспечением и установленным дополнительным оборудованием. Установка
мультимедийного оборудования может превратить компьютер в IP-телефон, ви-
деотелефон, терминал видеоконференцсвязи. Сетевой интерфейс обеспечивает-
ся адаптером локальной сети и программными средствами загружаемой опера-
ционной системы. Для дальних коммуникаций используется модем, внутренний
или внешний. С точки зрения сети, «лицом» компьютера является его сетевой
адаптер. Тип сетевого адаптера должен соответствовать назначение компьютера
и его сетевой активности. Наиболее распространенный и перспективный интер-
фейс — Ethernet lOBaseT/lOOBaseTX. Компьютеры рядовых пользователей могут
снабжаться средствами удаленной загрузки и администрирования (см. 13.4).
0 Сервер является тем же компьютером, но подразумевается его более высо-
кая сетевая активность и «значимости», Для подключения к сети жела-
тельно использовать полнодуплексные высокопроизводительные адапте-
|||Щ Ры Для шин PCI (EISA, MCA). Наиболее популярно подключение Fast
Ethernet lOOBaseTX(FX) или FDDI, Gigabit Ethernet для шин большинст-
ва серверов пока «великоват». Серверы желательно подключать к выделенному
порту коммутатора в полнодуплексном режиме. При установке двух и более се-
тевых интерфейсов (в том числе и,дгодемного подключения) и соответствующего
ПО сервер может играть роль маршрутизатора или моста. Особо важные серве-
ры подключают к сети с использованием резервирования линий — LinkSafe или
Resilient Link для Ethernet, для FDDI возможно подключение к двум концентра-
торам (dual homing). Для повышения пропускной способности сетевого подклю-
чения применяют объединение каналов (Port Trunking). Конструктивно сервер
может представлять собой обычный настольный (desktop) компьютер. Специа-
лизированные серверы имеют более просторный конструктив, обеспечивающий
большую расширяемость (число процессоров, объем оперативной и дисковой па-
мяти). Серверы могут иметь возможность «горячей» замены (hot swap) диско-
вых накопителей, резервирование питания, блокировку несанкционированного
доступа, средства мониторинга состояния (включая возможность сообщения о
критических событиях на пейджер администратора)? Серверы, как правило,
должны иметь высокопроизводительную дисковую подсистему, в качестве ин-
терфейса которой используют шину SCSI. Интерфейсом внешней памяти может
быть и Fiber Channel, образующий отдельную локальную (но, возможно, и про-
тяженную) сеть.
Терминалы, алфавитно-цифровые и графические, используются в клиент-сер-
верных системах в качестве рабочих мест пользователей, а также в качестве кон-
соли для управления сетевым оборудованием. Терминалы, как правило, имеют
последовательный интерфейс RS-232C. Терминал имеет собственную систему
команд, популярны системы команд VT-52, VT-100 и др. Системы команд разли-
чаются в кодировке и трактовке управляющих символов и последовательностей,
430 Глава 12. Построение локальных сетей
различаются и таблицы кодировки символов. Терминал может эмулироваться и
персональным компьютером, при этом в качестве интерфейса может выступать
как COM-порт, так и сетевой интерфейс (через сессию TELNET). Использова-
ние связи по сети через TELNET позволяет освободиться от специальной радиа-
льной кабельной проводки от каждого рабочего места до сервера.
Разделяемые принтеры обеспечивают печать заданий от множества пользова-
телей локальной сети.. В общем случае для этого требуется принт-еереер — сред-
ство выборки заданий из очереди (очередей) и собственно принтер, логически
подключенный к принт-серверу. В роли принт-сервера может выступать обыч-
ный компьютер, подключенный к сети, и принтер Подключается к его порту (как
правило, LPT, возможно USB, иногда используют и COM-порт). Принт-сервер
может встраиваться в собственно принтер ИЛи исполняться в виде отдельного
сетевого устройства. Использование разделяемых принтеров, особенно лазерных
в графическом режиме с высоким разрешением, значительно нагружает сеть.
Принт-сервер (сетевой принтер) желательно подключать к -выделенному порту
коммутатора, полный дуплекс ему не нужен. Подключение принтера-кабелем па-
раллельного интерфейса территориально привязывает принтер к компьютеру,
поскольку кабель имеет длину 1,5-5 м (максимум 10 м встречается редко). Для
разделяемого принтера это не всегда удобно.
/===- / Сетевые принтеры в дополнение к локальному (параллельному или
|gnz™’\ последовательному) имеют встроенный сетевой интерфейс Ethernet на
".....10 или 100 Мбит/с. В этом случае у них должно присутствовать встроен-
ное ПО (принт-сервер), рассчитанное на тот или иной сетевой протокол. Сете-
вой принтер территориально может располагаться в Любом месте помещения,
где есть розетка кабельйой сети.
Аппаратный принт-сервер представляет собой микроконтроллер, снаб-
женный сетевым интерфейсом (Ethernet) и несколькими параллель-
ными и последовательными портами. К портам подключаются обычные прин-
теры, встроеное ПО (firmware) обеспечивает выборку заданий из очереди на
файл-сервере. Принт-сервер обычно поддерживает протокол какой-нибудь од-
ной сетевой ОС (например, NetWare), возможность перезаписи встроенного ПО
в некоторых случаях позволяет сменить протокол или улучщить предоставляе-
мый сервис.
Разделяемое использование возможно и для плоттеров, если они поддержи-
вают стандартный протокол управления потоком данных. В случае параллельного
интерфейса плоттера проблем не возникает — его подключают к любому принт-
серверу. Некоторые плоттеры с последовательным интерфейсом отличаются
фирменным подходом к управлению потоком: вместо аппаратной (RTS/CTS)
или стандартной программной (XON/XOFF) сигнализации они по заполнению
входного буфера передают ключевое слово (цепочку ASCII-символов). По готов-
ности к дальнейшему приему они передают другое слово. Этот интерфейс не
поймет ни один принт-сервер, с Таким плоттером приложение может работать
только через специальный драйвер — локально или через эмуляцию порта (мо-
нопольно захватывая устройство).
Варианты подключения принтеров к сети приведены на рис. 12.1. Кроме
вполне очевидных вариантов (а, б, в), возможна и организация принтерной «ми-
ни-сети» нестандартными средствами (рис. 12.1, г). Здесь используются специ-
PS
12.1. Оборудование локальных сетей	431
альные интерфейсные адаптеры^ преобразующие параллельный интерфейс LPTr
порта в специальный последовательный. Специальные адаптеры ETHERPass
устанавливаются на разъем LPT-порта (Т, передатчик) и параллельный порт
принтера (R, приемник). Между собой эти устройства связываются 4-парным
кабелём UTP с разъемами RJ-45 длиной до 100 м. Питаются приемники и пере-
датчики непосредственно от интерфейса, но при большой длине шлейфа требу-
ют питания от внешних блоков питания. Адаптеры позволяют объединять не-
сколько компьютеров и несколько принтеров: передатчики и приемники имеют по
паре гнезд RJ-45, и их можно соединить в цепочку (длиной до 100 м). На каждом
устройстве переключателями устанавливается адрес (0-3), приемник каждого
принтера должен иметь уникальный адрес. На передатчиках выставляется адрес
принтера, на который должна направляться печать, причем на один принтер мо-
жет направляться печать от нескольких компьютеров. Разделение заданий осу-
ществляется по паузам между посылками символов в порты компьютеров. Сеть
работает «прозрачно» для операционной системы и прикладных программ, опери-
руя сигналами «занято» и корректно сообщая об отсутствии бумаги. Применение
этих адаптеров значительно «облегчает» кабельное хозяйство, когда требуется
организация мощной системы печати. В этой сети легко обеспечить резервирова-
ние принтеров без переключения кабелей. Если передатчики подключаются к
принт-серверам, механизм разделения заданий может давать сбои. В этом случае
можно отказаться от обслуживания одним принтером нескольких компьютеров
этой принтерной сети, а разделяемость принтера обеспечивать штатными средст-
вами сетевой ОС.	1
Рис. 12.1. Подключение разделяемых принтеров: а — через компьютер, б — через
  аппаратный сервер, в — непосредственное подключение сетевого принтера,
г — принтерная «мини-сеть»»
432 Глава 12. Построение локальных сетей
телем.
В
р. J -1
ГСТТТ1ГГ
ДИНИ’
12.1.2.	Коммуникационное оборудование
Коммуникационное сетевое оборудование не является источником или конечным
получателем данных, Вместе с тем ряд устройств, относясь к промежуточным
системам, в плане интерфейса может выступать и в роли DCE (Data Commu-
nication Equipment), и в роли DTE. Приведем краткие характеристики коммуни-
кационного оборудования локадьных сетей.
Повторитель (repeater) в сети на коаксиальном кабеле является сред-
ством объединения кабельных сегментов в единый логический сег-
мент. В сетях на витой паре повторитель является самым дешевым средством
объединения конечных узлов и других коммуникационных устройств в единый
разделяемый сегмент. В этом контексте вместо слова «повторитель» часто при-
меняют «хаб» и «концентратор». Повторители Ethernet могут иметь скорость 10
или 100 Мбит/с (Fast Ethernet), единую для всех портов. Для Gigabit Ethernet
повторители не используются. Полоса пропускания (10 или 100 Мбит/с) разде-
ляется между всеми узлами и кабельными сегментами, объединяемыми повтори-
Мост (bridge) является средством передачи кадров между двумя (и
более) логическими сегментами. По логике работы является частным
случаем коммутатора. Скорость обычно 10 Мбит/с (для Fast Ethernet использу-
ются коммутаторы).
Коммутатор (switch) является средством организации виртуальных
цепей для передачи каждого кадра между двумя его портами. Скоро-
сти портов — 10, 100 илц Ю00 Мбит/с, могут быть разными у разных портов од-
ного устройства. Суммарная полоса пропускания между всеми узлами и комму-
никационными устройствами теоретически ограничена производительностью
коммутатора (как по суммарной скорости передачи, так и по скорости коммута-
ции кадров). Реальная пропускная способность ниже из-за несимметричности
загрузки портов коммутатора. Применяются как средства сегментации сетей
(уменьшения размеров доменов коллизий), подключения конечных узлов (мик-
росегментация), построения магистралей.
Хаб (hub) — устройство, к которому подключаются кабели от множе-
ства конечных узлов и коммуникационных устройств. Внутренняя
структура может быть различной. Чаще всего под ухабом подразумевают повто-
ритель. Сегментирующий хаб (segmented hub, Port Switch hub) является комби-
нацией нескольких повторителей, между которыми может присутствовать и
мост. В сетях Token Ring хаб (MAU, MSAU) является средством организации
кольца на физической звездообразной топологии.
Концентратор (concentrator) считается синонимом хаба, но может тракто-
ваться шире (может включать набор повторителей, коммутаторов и мостов, сое-
диняющих разные технологии). В'технологии FDDI концентраторы использу-
ются для организации колец из подключаемых устройств.
Преобразователь интерфейсов (media converter) позволяет осуществлять пе-
реходы от одной среды передачи к другой (например, от витой пары к оптово-
локну) без логического преобразования сигналов. Благодаря усилению сигналов
эти устройства могут позволять преодолевать ограничения на длину линий свя-
12.1. Оборудование локальных сетей	433
FW
л
зи (если ограничения не св^занььс задержкой распространения). Используются.
для связи оборудования с разнотипными портами.
r Маршрутизатор (router) — устройство с несколькими физическими
—1 ~ ~.. интерфейсами, возможно, различных сетевых технологий. Выполняет
передачи пакетов между интерфейсами на основании информации 3-го (сетево-
го) уровня. Используется для организации регламентированных связей между
логическими сетями (подсетями) на основании сетевой адресной информации,
возможно и с фильтрацией. Узлы сети, желающие переслать пакеты к узлам, не
принадлежащим тому же интерфейсу, посылают кадры явно на МАС-адрес пор-
та маршрутизатора.
Брандмауэр (firewall) — устройство (программное средство), по уров-
ню функционирования аналогичное маршрутизатору, но с более раз-
витой системой фильтрации и малым (как правило, 2) числом портов. Для сете-
вых узлов присутствие брандмауэра не должно быть заметно. Используется для
защиты локальных сетей от несанкционированного вмешательства извне, обыч-
но устанавливается между маршрутизатором и внешним интерфейсом глобаль-
ной сети. Может быть встроен в маршрутизатор или коммуникационное обору-
дование подключения к глобальной сети.
t Модем — устройство (DCE) для передачи данных на дальние расстояния
г-^-.। по выделенным или коммутируемым линиям. Интерфейс, обращенный к
' источнику и приемнику данных (устройству РТЕ), может быть последова-
тельным (синхронным или асинхронным), параллельным или даже шиной USB.
ttttt Модемный пул — сборка из нескольких модемов, которые со стороны,
-iMilt.. обращенной к DTE, объединены общим портом с интерфейсом ЛВС
—2?  (как правило, Ethernet). Каждый модем пула подключается к своей
внешней линии. Устройство позволяет одновременно нескольким (в пределах
числа модемов и линий) абонентам локальной сети пользоваться индивидуаль-
ными выходами во внешний мир (dial-out) и/или обеспечивать нескольким
внешним пользователям доступ к локальной сети (dial-in).
£ LAN-модем — комбинация модема и маршрутизатора, имеющая в ка-
честве интерфейса, обращенного, к DTE, порт Ethernet (иногда и не-
сколько портов, объединенных повторителем). Позволяет одновремен-
но пользоваться одним выходом во внешний мир группе абонентов локальной
сети.
Концентраторы (в широком толковании) могут иметь различное конструк-
тивное исполнение (рис. 12.2), каждый Тип исполнения имеет определенную сфе-
ру Применения.
Малогабаритные (мини) концентраторы с фиксированным-(4-16) числом
портов — самые дешевые устройства, применяемые в небольших сетях. Они за-
нимают мало места и могут устанавливаться на столах, полках или подвешивать-
ся на стену. Самые дешевые из них имеют выносной адаптер питания — блок с
трансформатором и выпрямителем, смонтированный прямо на питающей вилке.
Такое подключение питания не предусматривает заземления, Что плохо (см.
14.3).
Концентраторы с фиксированной конфигурацией формата 19" (рис. 12.2, а)
находятся в средней ценовой категории. Они предназначены для установки в
шкафах (консольно или на полках), хотя крепеж обычно позволяет и подвеску
M+R
Г,
434 Глава 12. Построение локальных сетей
на стене. Блок питания, как правило, встроенный, заземление предусматривает-
ся. Высота устройств 1-2U (45-90 мм), число портов до 36 (типично 12-24).
Рис. 12.2. Концентраторы: а —19" с фиксированной конфигурацией,
б, в — модульные
Модульные концентраторы (рис. 12.2, б, в) выполняются в виде шасси, как
правило, с пассивной объединяющей шиной. Шасси снабжается источником пи-
тания и управляющим процессорным модулем, эти узлы могут быть и резерви-
рованными. Сменные модули с разными интерфейсами могут иметь разный тип
(повторители, коммутаторы), технологии (Ethernet 10, 100, 10Й0 Мбит/с, Token
Ring, FDDI, ATM) и количество портов. Модули, как правило, допускают «горя-
чую» замену. Высота устройств 4-16U, количество портов может исчисляться
сотнями. Это дорогие устройства, которые оправдывают себя при большом коли-
честве портов и высоких требованиях к надежности.
Стековые концентраторы представляют собой устройства с фиксированной
конфигурацией, имеющие специальный интерфейс для объединения нескольких
устройств в стек. Стек подразумевает, что несколько физических устройств вы-
ступают как единое устройство своего класса (повторитель или коммутатор).
Если в стек объединяются управляемые устройства, то, как правило, управляю-
щий модуль одного из них наделяет «интеллектом» весь стек. С точки зрения
управления стек тоже является единым устройством (с одним адресом), хотя
встречается и иной подход (в некоторых моделях Cisco каждое устройство стека
управляется независимо). Стек может быть локальным — устройства соединяют-
ся специальными короткими (0,3-1,5 м) кабелями или распределенным —
устройства соединяются обычным 4-парным кабелем длиной до 100 м. Распреде-
ленный стек возможен только для повторителей 10 Мбит/с. Для коммутаторов
стековый интерфейс может стать узким местом.
В приложении А. 1.2 приводятся краткие характеристики коммуникационно-
го оборудования локальных сетей, выпускаемого фирмами ЗСот и Bay Networks
(подразделение Nortel Telecom). Списком приведенных устройств, естественно,
не ограничивается весь ассортимент коммуникационного оборудования, которое
выпускается множеством фирм. Разработкой и производством сетевого оборудо-
вания занимается множество фирм, текущую информацию об их продукции
можно получить На их Web-сайтах: ЗСот (wwm)3com.com):, Bay Networks
12.2. Структуризация локальных сетей 435
(www.baynetworks.com), ставший подразделением Nortel Telecom (www.nortel-
networks.сот); Cabletron (www.cabletron.com); Cisco (www.cisco.com); D-Link
(www.dlink.com); IBM (www.ibm.com); Intel (www.intel.com); HP (www.hp.cdm);
SMC (www.smc.com); Xircom (wwwMrcom), ныне подразделение Alcatel; Zyxel
(www.zyxel.com); US Robotics (подразделение 3Com).
12.2.	Структуризация локальных
сетей
Рассмотрим варианты построения локальных сетей разных размеров — от мало-
го офиса с несколькими компьютерами до больших сетей, состоящих из сотен (и
тысяч) узлов. В качестве основной технологии на рабочих местах считаем Ether-
net/Fast Ethernet, магистрали могут строиться разными способами. Будут рас-
смотрены как фиксированные конфигурации, не предполагающие значительных
расширений, так и масштабируемые, ориентированные на постепенный рост
сети. Предлагаемые конфигурации ориентированы на структурированные ка-
бельные системы. Выбор оптимальной структуры соединения активного обору-
дования сети — задача не самая простая и, возможно, решаемая не с первого раза.
Однако на то и придуманы СКС, чтобы мысль о перекоммутациях не вызывала
резкого протеста против каких-либо изменений в сети, необходимых для ее
улучшения. Конечно, при этом коммутационный шкаф, в котором будет произ-
водиться вся работа, должен быть собран если не с любовью, то с уважением к
эксплуатирующему его администратору.
12.2.1.	Малые сети с разделяемой средой
передачи
\
В первых реализациях Ethernet разделяемая среда представляла собой общий
коаксиальный кабель, а в случае больших сетей — совокупность кабельных сег-
ментов (не более 5), соединенных между собой повторителями. В современной
реализации на витой паре к каждому узлу подходит собственный кабель, а объе-
диняются они в концентраторах, установленных в коммуникационных центрах.
Существующие сегменты коаксиального кабеля могут быть подключены и к
СКС, реализованной на витой паре. Для этого один из концов сегмента через со-
гласователь импеданса и типа кабеля, называемый balun (по сути это согласую-
щий трансформатор), подключают к абонентской розетке СКС. В коммуникаци-
онном центре ответный конец этого горизонтального кабеля через такой же
balun подключают к BNC-порту концентратора (попытка подключить его к пор-
ту хаба для витой пары обречена на провал). На рис. 12.3 приведены варианты
соединения узлов с единой разделяемой средой передачи для скорости 10 Мбит/с.
Напомним основные ограничения:
 Соблюдение максимальной допустимой длины сегментов (500 м — тол-
стый коаксиальный кабель, 185 м — тонкий, 100 м — витая пара) и/или ог-
раничений на время распространения сигнала (см. 6.9).
436 Глава 12. Построение локальных сетей
® Правило «3-4-5» для коаксиального кабеля. •
ж Не более четырех повторителей хабов 'Между любой'парой узлов.
Соблюдение минимального расстояния 0,5 м для тонкого коаксиального
кабеля или кратности расстояний (2,5-метровые риски) для толстого ко-
аксиального кабеля.
Здесь мы не будем подробно рассказывать о преимуществах сети на витой па-
ре перед «тонким» коаксиалом, у которого лишь одно преимущество — меньшие
удельные капитальные вложения на установку, но не стоимость владения. «Тол-
стый» Ethernet этого преимущества не имеет, хотя обеспечивает большую даль-
ность и лучшую гальваническую развязку. Звездообразная топология на витой
паре дает возможности богатого выбора активного оборудования й его конфигу-
рации, обеспечивающего достижение желаемой производительности сети при
наличии достаточных финансовых средств.
Рис. 12.3. Варианты соединения узлов разделяемого сегмента 10 Мбит/с
До середины 90-х годов считалось, что разделяемый сегмент 10 Мбит/с впол-
не подходит для офисной сети, насчитывающей до 30 узлов. Однако современ-
ные приложения способны генерировать слишком большой трафик, и если, на-
пример, в такой сети несколько человек пользуются разделяемым принтером
(особенно лазерным), то другие приложения (например, бухгалтерия в сетевом
варианте) могут даже терять соединения из-за слишком большой, задержки по-
лучения доступа. В такой ситуации приходится применять сегментацию или пе-
реходить на скорость 100 Мбит/с.
При переходе на 100 Мбит/с с разделяемой средой ужесточаются топологи-
ческие ограничения — диаметр домена коллизий ограничивается 205 м, допуска-
ется не более двух повторителей (класса II) между парой узлов, а следовательно,
и во всем разделяемом сегменте. В случае необходимости объединения большого
числа узлов приходится применять довольно дорогие стековые или модульные
повторители. Из-за этих' Неудобств предпочтение отдают сегментации сетей с по-
мощью мостов или коммутаторов. Применение двухскоростных хабов (10/100)
является промежуточной ступенью — в Них имеется два сегмента (одни на 10,
другой на 100 Мбит/с), соединенных внутренним мостом. Критичные узлы (сер-
веры, принтеры) имеет смысл подключать на скорости 100 Мбит/с, рядовых
пользователей — на 10 Мбит/с (тогда они не будут нагружать коллизиями «сер-
верный» сегмент).
12.2. Структуризация локальных сетей	437
12.2.2.	Сегментированные сети с применением
мостов и коммутаторов
Для повышения пропускной способности сети (как для каждой станции, так и
совокупного пропускаемого трафика) в первую очередь применяют сегмента-
цию — уменьшение числа узлов, входящих в домен коллизий (рис. 12.4). При
этом теоретически возможная полоса 10 Мбит/с делится между меньшим коли-
чеством узлов*, и каждому, естественно, достается большая доля. Уменьшение
числа узлов ведет к значительному сокращению числа коллизий (уменьшается
вероятность повторных коллизий). Сеть удается отвести от той степени загруз-
ки, когда из-за коллизий ее производительность деградирует катастрофически.
Сегментация производится с помощью мостов или коммутаторов, соединяю-
щих сегменты сети. Пределом является микросегментация, когда каждый узел
подключается к отдельному порту коммутатора. При этом в Домене коллизий
(каждом микросегменте) остается всего два узла (станция и порт коммутатора) в
случае полудуплексной работы, а при полном дуплексе коллизии как таковые
отсутствуют. Теоретически n-портовый коммутатор может обеспечивать одно-
временную передачу кадров по п/2 виртуальным цепям, так что суммарная про-
пускная способность сети с коммутатором по сравнению с разделяемой средой
увеличивается в п/2 раз. Практически, конечно же, такое недостижимо: во-пер-
вых, наверняка ряд абонентов будет состязаться за право доступа к нескольким
избранным портам, предоставляющим какие-либо сервисы. Во-вторых, произво-
дительность коммутатора ограничивается мощностью его «коммутационной
фабрики».
С точки зрения локализации трафика, в сегменты следует включать узлы, об-
разующие так называемые рабочие группы (workgroup). Предполагается, что в
основном эти узлы обмениваются данными между собой, а с внешними (по отно-
шению к группе) обмениваются реже. Если в сети есть серверы (файл-серверы,
серверы приложений, принт-серверы или разделяемые принтеры), которыми: в\
основном пользуются только члены рабочей группы, эти серверы логично под-
ключать к разделяемому сегменту группы. Однако для интенсивных обращений
и мощного сервера разделяемый сегмент Может стать узким местом. В этом слу-
чае сервер имеет смысл подключить к порту коммутатора (по возможности в
прлнодуплексном режиме), а клиентов распределить по нескольким сегментам,
подключенным к тому же коммутатору. Если сервер способен «переварить»
больше запросов, чем поступает по выделенному каналу в 10 Мбит/с, его можно
подключить к порту 100 Мбит/с, если таковой имеется у коммутатора. Варьируя
число узлов в разделяемых сегментах (и число сегментов), а также способ и ско-
рость подключения критичных узлов, можно добиться максимальной пропуск-
ной способности сети с точки зрения конечных пользователей. При этом в разде-
ляемых сегментах нормальной загрузкой можно считать уровень 30-40 %, при
большей средней загрузке будет слишком много коллизий.
Специально для таких применений выпускаются коммутаторы рабочих
групп, у которых порты обычно поддерживают две скорости (10/100 Мбит/с),
что позволяет постепенно повышать скорость отдельных сегментов и микросег-
ментов. Скорость 10 Мбит/с удобна для подключения хабов-повторителей, ско-
рость 100 Мбит/с — для выделенных портов.
438 Глава 12. Построение локальных сетей
а
Рис. 12.4. Сегментация сети: а — с помощью мостов, б — на коммутаторах, а — на стеке
сегментирующих хабов
При небольшом количестве узлов, когда применение отдельных хабов для
разделяемых сегментов неэффективно, удобны сегментирующие хабы (Port-
Switch hub). Они позволяют создавать разделяемые сегменты произвольных раз-
меров, а если в хаб встроен и коммутатор (например, ЗСот SuperStack II PS Hub
50), то можно обойтись и без внешнего коммутатора. На рис. 12.4, в, приведена
конфигурация сегментированной сети, построенной на стеке сегментирующих
хабов (обозначены буквой S) и коммутаторе. В качестве сегментирующих хабов
могут быть использованы, например, BayStack 150/151. Большая длина стеково-
12.2. Структуризация локальных сетей 439
го кабеля (обычный 4-парный кабель) позволяет разносить хабы по разным по-
мещениям. Здесь предполагается, что порты абонентов группы W1 объединены
в автономном сегменте хаба Н1. Порты абонентов групп W2, W3 и W4 приписа-
ны к трем сегментам, распределенным по стеку хабов Hl, Н2 и НЗ. Сегменты
между собой соединяются коммутатором. Серверы, подключенные к тому же
коммутатору, доступны для групп W2, W3 и W4, но не доступны группе W1.
Сегментирующие хабы должны быть сконфигурированы администратором, что
предполагает наличие у этих хабов «интеллекта» и модуля управления (возмож-
но, и одного на стек). По умолчанию у нового хаба все порты приписаны к одно-
му сегменту, и сеть, изображенная на рисунке, до конфигурирования окажется
неработоспособной из-за петлевых связей коммутатора и хаба Н2. Двухскорост-
ные хабы, по сути, тоже являются сегментирующими (на каждую скорость свой
сегмент), но если используется автоматическое определение скорости портов, то
явного конфигурирования они не требуют.
Коммутаторы, предназначенные для подключения пользовательских компью-
теров, иногда называют «настольными» (desktop switch). Это не означает, что их
нельзя физически установить в стойку или повесить на стену, а лишь отражает
преимущественное применение для подключения настольных компьютеров.
Рабочие группы в данной структуре формируются путем подключения поль-
зователей к портам требуемых устройств (повторителей или коммутаторов).
Здесь не возникает особых сложностей, если рабочая группа территориально
- компактна — обслуживается одним горизонтальным (этажным) распределите-
лем. В этом распределителе устанавливаются и повторители, и коммутаторы.
Если группа обслуживается .несколькими этажными распределителями и эти
распределители обслуживают по несколько групп, то для реализации данной
концепции в рамках СКС не хватит кабелей вертикальной системы (от каждого
этажного распределителя к домовому распределителю может идти лишь по од-
ному 4-парному кабелю, если проектировщики СКС не заложили избыточных
линий). В этом случае сеть придется формировать по географическому принци-
пу, с иерархией пропускной способности магистралей (рис. 12.5). Здесь явно
видна древовидная структура. Точки подключения серверов определяются в за-
висимости от расположения их клиентов: сервер, обслуживающий в основном
только рабочую группу, подключают к порту ее коммутатора. Серверы, обслужи-
. вающие здание, логично подключить к магистральному коммутатору здания.
Прежде существовала модель трафика «80/20» — 80 % трафика не выходило
за пределы рабочей группы, 20 % — внешний обмен. С началом широкого ис-
пользования сервисов Интернета и применения технологии интранет пропорции
изменились почти что на противоположные. Для такой ситуации с точки зре-
ния пропускной способности модель рабочих групп уже не так актуальна. Ие-
рархия магистралей вполне соответствует данным Пропорциям при условии, что
основные ресурсы (серверы, каналы доступа к внешней сети) подключают^ к
магистралям высших уровней. С точки зрения безопасности большая сеть из
разделяемых сегментов, связанных прозрачными коммутаторами, — не самое
лучшее решение. В ряде случаев приходится разделять сеть на подсети, не имеющие
между собой «прозрачных» связей через коммутаторы и повторители. Для обес-
печения регламентированных связей между подсетями (группами сегментов)
применяют маршрутизаторы или интеллектуальные коммутаторы с организаци-
440 Глава 12. Построение локальных сетей
ей виртуальных локальных сетей (ВЛС). Организация ВЛС позволяет формиро-
вать рабочие группы независимо от географического положения участников
(см. 12.5).
Рис. 12.5. Иерархическая сеть здания
12.2.3.	Организация магистралей
Магистрали (backbone) объединяют оборудование уровня рабочих групп в сеть
масштаба здания (или кампуса). Магистральная сеть должна быть по возможности
устойчивой к отказам отдельных узлов и соединений. Производительность маги-
стральной сети во многих случаях должна быть выше, чем производительность
горизонтальных систем. Если на рабочие места приходит Ethernet 10 Мбит/с, то
для магистральной сети уместна скорость 100 Мбит/с. Однако если большая
часть рабочих мест работает на 100 Мбит/с, да еще и пользуется выделенными
портами коммутаторов, то с магистральной сетью приходится задумываться о
чем-то более быстром. Здесь может быть выбран и Gigabit Ethernet, но он еще не
очень широко распространен. Если позволяет «интеллект» коммуникационного
оборудования, в магистрали возможно применение колец FDDI с его детермини-
рованным доступом, не «захлебывающимся» из-за коллизий при повышении
трафика. Большие возможности обещало применение технологии ATM, но в ло-
кальных сетях эта технология применяется сдержано. Переход от Ethernet к
FDDI или ATM, выполняющийся в концентраторах на 2-м или 3-м уровне, и до-
вольно сложен, и недешев, поэтому обычно стремятся к более однородным реше-
ниям.
С точки зрения физической топологии формы магистралей разнообразны:
Шинная магистраль применялась в сетях Ethernet 10Base2 и 10Base5, где
в роли магистрального хорошо выглядел «толстый» кабель с подключени-
ем через «вампиры» (рис. 12.6). Этим обеспечивалась высокая надежность
(сети на «тонком» кабеле ненадежны из-за множества разъемных соедине-
12.2. Структуризация локальных сетей 441
ний), большая протяженность, хЬрошая гальваническая развязка. Однако
пропускная способность 10 Мбит/с разделялась между всеми абонентами
магистрали. Шинная магистраль удобна для объединения хабов: до 30 (на
«тонком» кабеле) или 100 (на «толстом») хабов могут объединяться в
один сегмент без нарушения ограничений на число повторителей между
любыми двумя узлами.
10 Мбит/с
Рис. 12.6. Шинная магистраль ,
я Кольцевая магистраль обычно основана на Технологии FDDI: магистраль-
ные коммутаторы имеют щэрш ВМИ^В’АЭдая'двойного кольца) и Ether-
net для подключетия^авонйт» (рив. 4'2.7). Серверы могут включаться и
непосредственно ж-ШИИЙ?раль FDDI, хотя это довольно дорого. Кольце-
вые магистрали строят и в Token Ring, соединяя концентраторы портами
RI/RO, однако невысокая пропускная способность (16 Мбит/с) делает эту
магистраль' малопривлекательной. Кольцевая магистраль тоже является
разделяемой средой передачи, а реальных перспектив повышения пропу-
скной способности (выше 100 Мбит/с) пока не видно.
Рис. 12.7. Кольцевая магистраль на базе коммутаторов FDDI/Ethernet
Ж Звездообразная магистраль естественна для современных технологий на
10/100/1000 Мбит/с. Оборудование этажных распределителей соединяется
с концентратором (повторителем иди коммутатором) здания, концентра-
, торы зданий соединяются с концентратором камйуса, образуя иерархиче-
скую древовидную структуру (рис. 12.8). По мере роста сети пропускную
способность магистралей можно увеличивать заменой центрального обо-
рудования: повторители заменять на коммутаторы, переходить с 10 на 100
или 1000 Мбит/с. При необходимости на отдельных направлениях можно
. запараллеливать линии (Port Trunking), если это позволяют коммутаторы.
В чисто звездообразной магистрали избыточных связей нет, поэтому проб-
лем с петлевыми соединениями в повторителях и коммутаторах не возни-
кает. При необходимости можно применять резервирование отдельных
связей (Resilient Link, LinkSafe).
442 Глава 12. Построение локальных сетей
Рис. 12.8. Звездообразная магистраль
ж Магистраль со смешанной топологией (звезда или дерево с дополнительными
связями между узлами) допустима только для связи коммутаторов, наде-
ленных достаточным интеллектом. В простейшем случае от коммутаторов
требуется поддержка протокола STP (Spaning Tree), и тогда дополнитель-
ные связи будут использоваться лишь в качестве резерва на случай отказа
основных. Протокол STP является общим стандартом, благодаря чему в
такой сети может совместно1 работать оборудование разных производите-
лей. Однако этот протокол отрабатывает изменение конфигурации до-
вольно медленно. Интересны фирменные решения Cabletron: эта фирма
предлагает для соединения своих коммутаторов применять активную пол-
носвязную топологию АМТ. Здесь все линии постоянно используются для
передачи данных, дополнительные линии увеличивают суммарную про-
пускную способность. В случае отказа отдельных линий используются
альтернативные маршруты, переключение на них практически незаметно.
Однако совместимости с оборудованием иных фирм Нет. Произвольные
топологии на двухточечных соединениях естественны для коммутаторов
ATM, однако их применение в магистралях локальных сетей так и не по-
лучило широкого распространения.
ж Компактная магистраль (collapsed backbone)’, называемая также и «стяну-
той в точку магистралью», относится к случаю расположения efe абонентов
внутри одного помещения (шкафа, стойки). Здесь, кроме связи через стан-
дартные интерфейсные Порты, могут применяться и специальные: напри-
мер, шлейф, соединяющий концентраторы в стек. Объединяющая панель
шасси модульного концентратора тоже является физцческой основой ба-
зовой сети (магистраль в пределах одного устройства).
Устройства, через которые абоненты подключаются к магистрали, должны пр
возможности заботиться о «разумном» использовании магистрали и не загру-
жать ее излишним трафиком. Самое неудачное решение — подключение абонен-
тов к магистрали через повторители: в этом случае все кадры сети будут присут-
ствовать в магистрали (не говоря уже об угрозе Лавины коллизий). Подключение

12.3. Маршрутизаторы как средство объединения логических сетей 443
рабочих групп через коммутаторы или мосты разгрузит магистраль от внутрен-
него трафика групп, но только не широковещательного. От «затопления» щиро-
ковещательным трафиком спасают виртуальные локальные сети, реализуемые
интеллектуальными коммутаторами. Самое экономное (по трафику) использо-
вание магистрали обеспечивает подключение групп (подсетей) через маршрути-
заторы, но здесь можно проиграть в производительности, поскольку маршрути-
заторы вводят ощутимую задержку и их пропускная способность ограничена. На
сегодняшний день хорошим решением для построения магистралей локальных се-
тей считается применение магистральных коммутаторов. Магистральные комму-
таторы отличаются высокой производительностью, высокой скоростью портов
(100 или 1000 Мбит/с), возможностью резервирования линий и объединения пор-
тов в высокоскоростные каналы, поддержкой виртуальных локальных сетей.
Рис. 12.9. Магистраль с избыточными связями
Предполагаемая топология магистрали должна учитываться при проектирова-
нии СКС: «по умолчанию» предполагается древовидная структура, дополни-
тельные линии закладывают в проект только с учетом особых требований к на-
дежности и пропускной способности. Для Магистралей имеет смысл использовать
высококачественный кабель — витую пару категории 5е и выше, оптоволокно с
высоким значением полосы пропускания. Этим обеспечиваются перспективы ,
наращивания пропускной способности магистрали — переход на гигабитные тех-
нологии.
12.3.	Маршрутизаторы как средство
объединения логических сетей
Сегментация сети с помощью мостов и коммутаторов даже в предельном слу-
чае — в полностью коммутируемой среде — не позволяет безгранично увеличи-
вать количество узлов сети. Дело в том, что в сетях кроме кадров, пересылаемых
от одного узла к конкретному другому (unicast), всегда присутствуют и широко-
вещательные (broadcast). Эти кадры обычно используются для рекламирования
444 Глава 12. Построение локальных сетей
услуг серверами или, наоборот, для опроса существующих серверов, а также для
иных служебных целей. В последнее время все шире стало применяться и груп-
повое многоадресное вещание (multicast), где кадры должйы доставляться всем
узлам-членам группы. В большой коммутируемой сети широковещательный и
групповой трафик, беспрепятственно распространяющийся через все порты ком-
мутаторов, может вызывать значительные и длительные перегрузки. Кроме того,
бесполезную загрузку сети вызывают и кадры с неизвестным положением адре-
сатов назначения, которые прозрачными мостами (и коммутаторами) трансли-
руются во все порты. Допустимый уровень широковещательного трафика явля-
ется одним из факторов, ограничивающих предельный размер (по числу узлов)
для логической сети. Решить проблемы роста позволяет разбивка сети на логи-
ческие подсети, не связанные между собой традиционными коммуникационны-
ми устройствами 1-2 уровней (повторителями, мостами и коммутаторами).
Каждая из подсетей будет являться доменом широковещательных пакетов. Кро-
ме того, эти домены будут границами, в которых будут распространяться и кад-
ры с адресами, неизвестными мостам и коммутаторам (еще не выученными).
При этом для обеспечения взаимодействия узлов разных подсетей приходится
обеспечивать и передачу потоков кадров между подсетями. Передача кадров
между подсетями должна регулироваться на основе информации более высоких
протокольных уровней (3 и выше) или по правилам, устанавливаемым админи-
стратором сети.
Классическим способом является построение сетей с помощью маршрутиза-
торов. Маршрутизатор представляет собой промежуточную систему с несколь-
кими интерфейсами (портами), оперируйлцую информацией пакетов сетевого
уровня, заключенных в кадры сети. Каждый порт имеет свой физический адрес
(МАС-адрес), по которому к нему обращаются узлы, нуждающиеся в межсете-
вой передаче пакетов. С каждым из портов связываются один или несколько се-
тевых протоколов (IP, IPX, AppleTalk) и одна или несколько подсетей. Маршру-
тизатор пересылает между портами (подсетями) только те пакеты, которые
предназначаются адресатам подсети выходного порта. При этом возможна и филь-
трация — передача пакетов, удовлетворяющих определенным критериям. Крите-
рии фильтрации могут быть различными — разрешение/запрет передачи пакетов
заданных протоколов верхних уровней, заданных адресатов и др. Маршрутизато-
4 ры используются и как средства обеспечения безопасности, препятствующие
прозрачному взаимодействию между узлами разных подсетей. Маршрутизаторы
необходимы для связи пространственно удаленных подсетей, когда имеются жест-
кие ограничения на полосу пропускания каналов связи между ними.
Маршрутизатор будет посылать в канал только те пакеты, которые действительно
предназначены для получателей противоположной Стороны. При соединении лока-
льных сетей с глобальными (например, подключение к сети Интернет) на границе
локальной сети всегда должен быть маршрутизатор. Часто его объединяют в одйом
устройстве с модемом или иным устройством подключения к глобальным линиям
связи. Пример использования маршрутизатора для объединения подсетей и под-
ключения к глобальной сети приведен на рис. 12.10. Подключение к «облаку»
глобальной сети реально осуществляется с помощью двухточечного соединения,
и на противоположном конце этого соединения тоже присутствует порт маршру-
тизатора.
12.3. Маршрутизаторы как средство объединения логических сетей 445
Рис. 12.10. «классическое» применение маршрутизатора
Функции маршрутизатора рассмотрим применительно к протоколу IP. Мар-
шрутизатор принимает адресованный ему кадр во входной буфер (очередь) и
анализирует заключенный в него пакет. Для маршрутизации интересен адрес на-
значения, для фильтрации могут анализироваться и другие поля. В зависимости
от результата анализа пакет направляется в выходную очередь соответствующе-
го, интерфейса или уничтожается. По мере возможности пакеты из выходных
очередей помещаются в кадры и передаются по физическим интерфейсам. Мар-
шрутизатор обязан декрементировать поле TTL по приему кадра и каждую секун-
ду его дальнейшего пребывания в очереди. Пакеты с обнуленным TTL уничтожа-
ются. У маршрутизатора могут быть Порты Ь разными сетевыми технологиями —
переход осуществляется просто вкладыванием пакета в кадр соответствующей
технологии. Изменять протокол (IP, IPX) маршрутизатор, естественно, не мо-
жет. В случае обнаружения ошибок в пакете маршрутизатор генерирует соответ-
ствующий пакет-сообщение (для стека TCP/IP пакет ICMP).
Маршрутизаторы, как правило, имеют небольшое число физических интер-
фейсов и реализуются на основе одного (возможно, мощного) процессора. В от-
личие от «прозрачных» устройств 1-2-го уровня, присутствие маршрутизатора в
сети заметно: все узлы подсети, желающие участвовать в обмене с узлами других
подсетей, должны «знать» сетевой адрес Маршрутизатора и иметь возможность
получения его физического адреса. Пакеты, предназначенные для передачи в
другую подсеть, заключаются в кадры, физически адресуемые маршрутизатору.
Настройка самих маршрутизаторов всегда выполняется явно. Настройка марш-
рутизации для узлов IP выполняется явно, для IPX в большинстве случаев на-
стройки ис требуется. Непосредственных ограничений на топологию соединения
маршрутизаторов нет — возможны и параллельные трассы, и множественные
маршруты между различными подсетями. При этом возможны выбор оптималь-
ных маршрутов и балансировка нагрузки маршрутизаторов.
Необходимость применения маршрутизатора может быть и не всегда очевид-
ной. На рис. 12.11 приведена структура сети, все узлы которой связаны между
собой через повторители и коммутаторы. Однако, если по каким-либо причинам
приходится узлы этой сети приписывать к различным IP-подсетям, то для взаи-
модействия между ними необходим маршрутизатор. В данной структуре марш-
рутизатор связывает подсети «одноруким» способом — он подключается к локаль-
ной сети всего одним интерфейсом, но на этом интерфейсе должны быть пропи-
446 Глава 12. Построение локальных сетей
саны все три подсети. «Вторая рука» обеспечивает связь с глобальной сетью.
Приведенная структура далека от идеальной — здесь узким местом может стать
и сам маршрутизатор, и его порт. В плане угрозы широковещательных штормов
и коллизий эта структура не дает преимуществ по сравнению с единой IP-подсетью,
узлы которой связаны повторителями и коммутаторами. Но если пространства
IP-адресов глобальной сети, выделенные под узлы данной сети, не дают возможно-
сти объединения (например, подсеть D а.Ь.с.48 с адресами хостов a.b.c.49-a.b.c.62
почему-то находится вне локальной сети), то эта конфигурация имеет право на
существование.
Рис. 12.11. Объединение подсетей «одноруким» маршрутизатором
Хороший маршрутизатор является очень дорогим (тысячи долларов) устрой-
ством’со сложной настройкой, производительность которого из-за более слож-
ных манипуляций с кадрами, выполняемых, как правило, одним процессором,
гораздо ниже, чем у коммутатора. В результате маршрутизатор в сети с интен-
сивным обменом между подсетями может оказаться узким местом. Объединять
подсети в более крупную подсеть допустимо не всегда, поскольку при увеличе-
нии числа узлов подсети возрастает вероятность широковещательных «штор-
мов». Выходов может быть два — увеличивать производительность маршрутиза-
тора (см. следующий раздел) или по возможности заменять маршрутизаторы
коммутаторами с поддержкой ВЛС (см, 12.5).
12.4.	Коммутация 3-го уровня. Fast IP
Классические маршрутизаторы разрабатывались в те времена, когда в подсетях
трафик был в основном локальным. Межсетевые пакеты, приходящие на порты
маршрутизатора с небольшой интенсивностью, обрабатывались процессором
маршрутизатора с приемлемым временем задержки и уровнем потерь. Распро-
странение использования ресурсов сети Интернет, внедрение технологий интра-
нет и группового мультимедийного вещания сильно изменило модель трафика, в
результате чего поток межсетевых пакетов для классических маршрутизаторов
стал непосильным. В результате маршрутизаторы, логически разделяющие сети
для спасения от широковещательного трафика и регламентирующие межсетевое
12.4. Коммутация 3-го уровня. Fast IP 447
взаимодействие, стали узким местом (bottleneck) локальных сетей. Для разреше-
ния этой проблемы применяют различные варианты скрещивания «умных» мар-
шрутизаторов с быстрыми коммутаторами. Идеалом является маршрутизация
пакетов, приходящих на максимальной скорости, обеспечиваемой средой передачи
(wire speed routing). Правда, этот идеал достигается и не во всех коммутаторах, За-
дача которых проще. Существует несколько вариантов ускорения межсетевого об-
мена, основанных как на применении специального коммуникационного оборудо-
вания (коммутаторов 3-го уровня), так и на модификации конечных узлов (Fast IP).
Коммутаторы 3-го уровня, они же маршрутизирующие коммутаторы или
коммутирующие маршрутизаторы, отличаются от традиционных примерно так
же, как коммутаторы от мостов. Коммутаторы 3-го уровня строятся на распреде-
ленной архитектуре — каждый порт имеет собственный специализированный
процессор (ASIC), занимающийся анализом кадров и пакетов для определения
их точки назначения, и общий управляющий процессор. Они выполняют те же
функции, что и традиционные маршрутизаторы, но с большей скоростью и до-
полнительными возможностями. У них, как правило, большее число портов, а
подсети можно определять для групп портов (в традиционных подсети опреде-
ляются только на каждый порт). Кадры, приходящие в порт и адресуемые
(МАС-адресами) узлам той же подсети, но другого порта, коммутируются (IP-
заголовок не используется и не модифицируется). Кадры, приходящие на МАС-
адрес порта, маршрутизируются — порт назначения определяется по IP-адресу
назначения, поле TTL декрементируется). Отличие от комбинации отдельного
коммутатора с обычным маршрутизатором заключается в масштабировании про-
пускной способности каждой подсети: чем больше портов в нее входит, тем выше
пропускная способность. Кроме того, и при коммутации может использоваться
информация 3-го уровня (например, для фильтрации или приоритизации). Ком-
мутаторы 3-го уровня в основном предназначены для организации связи подсетей
в локальных сетях, и интерфейсов глобальных сетей они могут И не иметь. Кроме
протокола IP, они могут поддерживать и другие протоколы (IPX и AppleTalk).
На рис. 12.12 приведена структура, аналогичная 12,10, но с коммутатором 3-го
уровня вместо маршрутизатора и обычных коммутаторов (но без выхода во
внешний мир). Здесь пропускная способность подсети В увеличена по сравне-
нию с подсетями А и С.
Fast IP — технология обхода маршрутизации, основанная на предварительном
«наведении мостов». Эта технология работает на любом коммуникационном
оборудовании 2-го и 3-го уровня (коммутаторах и маршрутизаторах) и требует
лишь поддержки программным обеспечением конечных узлов. Работу техноло-
гии иллюстрирует рис. 12.13. Если два устройства (А и В), принадлежащих раз-
ным подсетям', хотят обмениваться пакетами IP, они должны предварительно об-
меняться ярлыками Fast IP — пакетами NHRP (Next Hop Resolution Protocol).
Для этого узел А посылает на IP-адрес В пакет-ярлык (shortcut) через маршру-
тизатор. В ярлыке содержатся IP- и МАС-адрес узла А, а также идентификатор
его принадлежности к ВЛС (если таковые используются). Если политика марш-
рутизатора разрешает эту связь, то пакет будет доставлен конечному узлу В, ко-
торый должен ответить на него аналогичным пакетом, но уже прямо на МАС-ад-
рес узла А. Адрес узла А коммутатору Y еще неизвестен, поэтому кадр с ответом
будет распространяться во все порты, в результате чего он по магистральным
448 Глава 12. Построение локальных сетей
коммутаторам достигнет узла А. Следующий пакет от А к В будет передаваться
кадром с прямой адресацией (direct routing в терминологии IP), путь к узлу В
магистральным коммутаторам уже известен. Этот кадр проложит обратную трас-
су в таблицах коммутаторов, и в дальнейшем обмен между узлами А и В будет
проходить только через коммутаторы, обходя маршрутизатор. Данная техноло-
гия предлагается фирмой ЗСош, для ее использования необходима лишь моди-
фикация драйверов сетевых карт устройств (появляется вставка между ОС и
собственно драйвером). Фирма предлагает эти специальные драйверы, причем
как для собственных сетевых карт, так и для карт других производителей.
Рис. 12.13. Технология Fast IP
12.5.	Виртуальные локальные сети
и приоритизация трафика
Современный подход к построению сетей имеет девиз «коммутаторы — по воз-
можности, маршрутизаторы — по необходимости». При этом на коммутаторы
возлагаются задачи не только уменьшения размеров доменов коллизий (сегмен-
тация), но и локализации широковещательного и группового трафика, а также
ограничения распространения кадров с неизвестными адресами назначения. Ин-
теллектуальные коммутаторы служат средством построения виртуальных ло-
12.5. Виртуальные локальные сети и приоритизация трафика 449
кальных сетей (ВЛС). Виртуальная локальная сеть (VLAN — Virtual LAN) —
это, по сути, домен широковещательных кадров. Основные цели введения виртуа-
льных сетей в коммутируемую среду — повышение полезной пропускной спо-
собности за счет локализации широковещательного трафика, формирование
виртуальных рабочих групп из некомпактно (в плане подключения) располо-
женных узлов, обеспечение безопасности, улучшение соотношения цены/произ-
водительности по сравнению с применением маршрутизаторов.
Различия в реализациях ВЛС заключаются в критериях, по которым тот или
иной узел или даже конкретный кадр от него попадает в ту или иную виртуаль-
ную сеть:
« Сеть по портам (port-based VLAN) — назначение каждому порту коммута-
тора принадлежности к конкретной ВЛС, самая простая организация, ра-
’ ботающая на 1-м уровне (Layer 1 VLAN). При этом статическое конфигу-
рирование выполняется вручную, и все перемещения узла (пользователя
со своим компьютером) должны сопровождаться работой администратора.
Для подключения общедоступного узла (например, сервера) нужна воз-
можность назначения одному порту принадлежности нескольким ВЛС,
что позволяют не все коммутаторы.
я Сеть по спискам МАС-адресов членов, используется информация 2-го
уровня (Layer 2 VLAN). Такой вариант обеспечивает большую гибкость,
но сложен в первоначальной установке: администратору приходится опе-
рировать со списками 12-разрядных шестнадцатиричных чисел. Правда,
хорошее административное ПО позволяет поставить в соответствие этим
«шифровкам» более понятные символьные имена, которыми оперировать
’ проще. Перемещение компьютера (точнее, его сетевой карты) по сети будет
отслеживаться коммутатором автоматически. Однако в случае использо-
вания блокнотных ПК, подключаемых к док-станциям, возникают пробле-
мы: у ПК свой адрес, а у каждой док-станции — свой. При непосредствен-
ном подключении и подключении через док-станцию (или разным док-
станциям) у одного и того же пользователя будут разные МАС-адреса.
При подключении разных ПК к док-станции вен они будут входить в сеть
по одному адресу.
•	ВЛС по типу протокола (protocol based VLAN), который определяется од-
ним из полей кадра 2-го уровня (Layer 2 VLAN).
. В ВЛС, работающие на основе информации третьего уровня (Layer 3 VLAN)—
номере сети IPX или подсети IP, — в точности повторяют критерии, ис-
пользуемые в архитектурах с маршрутизаторами. В ряде реализаций такие
ВЛС могут распространяться на несколько соединенных между собой
коммутаторов. Однако из-за сложности задач маршрутизации далеко не
все коммутаторы способны обеспечить высокую производительность в
данном режиме.
•	ВЛС для кадров группового трафика, создаваемые на основе анализа сооб-
щений протокола IGMP. Для этих целей ВЛС должны организовываться
динамически при открытии пользователями соответствующих приложений.
	ВЛС «по правилам» (policy based VLAN) позволяют комбинировать выше-
перечисленные критерии организации — самые мощные реализации ВЛС.
450 Глава 12. Построение локальных сетей
Кроме того, возможно использование аутентификации пользователя: при
входе в сеть он принадлежит некрй дежурной ВЛС, обеспечивающей связь с сер-
вером аутентификации для ввода имени и пароля. Для каждого пользователя
сервер хранит информацию о разрешенных ВЛС, и эту информацию загружает в
коммутаторы, конфигурируя разрешенные пути передачи кадров. Такая система,
конечно, сложна и дорога, и ее применяют, когда предъявляются особо высокие
требования к защите.
Когда виртуальные сети распространяются на несколько связанных между
собой коммутаторов, возникает довольно сложная задача передачи информации
о принадлежности передаваемых кадров к той или иной ВЛС. В ВЛС на основе
номеров портов относительно простые коммутаторы должны быть соединены
столькими линиями связи, сколько определено распределенных ВЛС. Это при-
водит к дополнительным расходам портов коммутаторов на межкоммутаторные
связи, и виртуальные сети практически перестают отличаться от реальных. Сети
без излишних линий связи с передачей информации о ВЛ С строятся либо на ос-
нове фирменных решений (при этом объединяться могут дидщ коммутаторы од-
ной фирмы или даже одного семейства), либо на основе стандарта 802.1 Q.
Задача идентификации принадлежности кадров Ethernet, к конкретной вир-
туальной сети совместно с Обеспечением приоритизации обслуживания кадров
коммутаторами решается с помощью применения маркировки кадров: Недав-
но принятая пара связанных стандартов IEEE 80?.1Qh 802.1р закладывает осно-
ву для взаимодействия оборудования различных производителей. Стандарт
IEEE 802.1,Q определяет структуру заголовка для маркированных кадров (tag-
ged frames) Ethernet. Тег вставляется в обычный кадр’ Ethernet после адреса ис-
точника (SA). В тег входит 3-бйтное поле приоритета*кадра Prt, 12-битное поле
идентификатора BJIC_VJD*(VLAN Ю) и бйт-йндикатор канонического формата
заголовка CFI (Canonical Format Ideptifipr). Поле VID позволяет определить при-
надлежность кадра к конкретной ВЛС (до 4096 штук) в пределах коммутируе-
мой сети, поддерживающей маркированные кадры. Поле приоритета-кадра поз-
воляет различат!. 8 уровней приоритета. Маркировку кадра выполняет либо
сетевой адаптер конечного узла, «понимающий» ВЛС HO802.1Q, либо коммута-
тор. который первым принимает данный кадр (он вставляет идентификатор и
приоритет по заданным правилам, например, по номеру порта). Маркированный
кадр путешествует по коммутаторам сети, где его’обслуживают (или не обслу-
живают) в соответствии с идентификатором ВЛС и полем приоритета. Марки-
ровочное поле удаляется из кадра по-граничйым коммутатором (тем, к которому
подключен традиционный узел назначения или его разделяемый сегмент), или
5fce оно достигает сетевого адаптера узла назначения, поддерживающего марки-
рованные кадры. Устройство, вставляющее тег в кадр или удаляющее тег, долж-
но пересчитать контрольную последовательность кадра (поле FCS), по которой
определяется его целостность. Йоддержка Маркированных кадров конечными уз-
лами позволяет наиболее гибко формировать виртуальные сети (один узел мо-
жет входить и в несколько виртуальных сетей)-В коммутируемой среде.
Стандарт IEEE 802.1Q определяет поведение коммутаторов при обработке
маркированных кадров е использованием приоритизацйи. Коммутатор, поддер-
живающий приоритизацию, должен иметь для каждого порта несколько выход-
ных очередей, в которые помещаются кадры в зависимости от их приоритета.
12.5. Виртуальные локальные сети и приоритизация трафика	451
Дисциплина обслуживания этих очередей определяется при конфигурировании
коммутатора. Необходимость приоритизации трафика появляется с введением
мультимедийных приложений, чувствительных к задержкам. Протокол IP поз-
воляет управлять приоритетом обработки пакетов устройствами 3-го уровня
(маршрутизаторами). Маркировка кадров распространяет управление приорите-
том и на уровень коммутаторов технологии Ethernet, изначально не имевшей
этих средств (в отличие от Token Ring и FDDI). Для того чтобы обеспечивать га-
рантированное качество сервиса (регламентированную скорость и задержки),
необходимо взаимодействие нескольких составляющих. Маркировка кадров
обеспечивает систему сигнализации йриоритета, 802.1р обеспечивает приорити-
зацию обработки. Необходимы еще средства распределения ресурсов сети, кото-
рые сообщают конечным узлам разрешенные параметры трафика. Кроме того,
необходимы и «полицейские» средства, следящие за трафиком узлов и пресе-
кающие попытки его генерации сверх согласованных лимитов.
Коммутаторы для ВЛС требуют предварительного конфигурирования (по-
ставляются они обычно в состоянии, в котором ведут себя как обычные комму-
таторы). Для конфигурирования удобно Ифольэовать внеполосное управление
(см. п. 13.3), поскольку при внутриполосном по неосторожности или неопытно-
сти можно попасть в «капкан» — в какой-то момент из-за ошибки конфигуриро-
вания консоль может потерять связь с коммутатором.
Портам коммутаторов, поддерживающих 802.1Q и участвующим в форми-
ровании ВЛС, назначаются специфические атрибуты, Каждому порту назнача-
ется PVID (Port VLAN Identifier) — идентификатор ВЛС для всех приходящих
на него немаркированные кадров. Портам коммутаторов, поддерживающих
802.1Q, и участвующим в формировании ВЛС, назначаются специфические ат-
рибуты. Коммутатор маркирует каждый приходящий к нему немаркированный
кадр (вставляет ноМер VLAN и Приоритет, пересчитывает FCS), а маркирован-
ные оставляет без изменений. В результате внутри коммутатора все кадры бу-
дут маркированными. Порты могут конфигурироваться как маркированные
или немаркированные члены ВЛС. Немаркированный член ВЛС (untagged
member) выходящие через него кадры выпускает без тега (удаляя его и снова
пересчитывая FCS). Маркированный ч.Рен ВЛС (tagged member) выпускает все
кадры маркированными. Теги берутся либо исходные (когда в коммутатор кадр
входил уже маркированным), либо (для приходящих немаркированных кад-
ров) устанавливаются в соответствии PVID и приоритетом порта, откуда этот
кадр пришел в коммутатор. Для каждой ВЛС определяется список портов, яв-
ляющихся ее членами. Порт может быть членом одной или более ВЛС. Марки-
рованный кадр, пришедший на порт с «чужим» для него идентификатором
ВЛС, называется незарегистрированным (unregistered) и коммутатором игно-
рируется. Работу коммутатора 802,1Q иллюстрирует рис. 12.14. При конфигу-
рировании для каждой ВЛС каждый порт должен быть объявлен как немарки-
рованный (О), маркированный (Т) или не являющийся членом данной VLAN
(-). Каждому порту назначается приоритет (P_Prt) и идентификатор ВЛС
(PVID). Если используется запараллеливание портов (port trunking) или резер-
вирование линий (LinkSafe), то с точки зрения ВЛС запараллеленные порты
представляют единое целое.
452 Глава 12. Построение локальных сетей
Коммутатор802.<3 И	:	;	1	 1							
	1 PVID=1 P_prt=1 VLAN1:U VLAN2.-U	2 PVID=1 P_prt=1 VLAN1:T VLAN2:-	3 PVID=1 P_prt=1 VLAN1:U VLAN2:-	4 PVID=2 P prt=1 VLAN1:- VLAN2-.T	5 PVID=2 P_prt=1 VLAN1:- VLAN2:U	
|FCS|Data|SA~TDAM Р !	I	I	^'1FCS|Data|SA|DA]
VID=2 Prt=3lFCS|Data|T»sISAlDAl—j ;	;	l~jFCS*| Data|4ag|SA|DA| VID=2 Prt=3
VID=3 Prt=3lFCS|DatalTafllSA|0A|.....;	;	*4fCS|Data|SA|5A]
L|FCS|DataTTaafeA|DA| VID=1 Prt=1
Рис. 12.14. Прохождение кадров через коммутатор 802.1Q
На рис. 12.15 приведена структура сети с ВЛС, распространяющимися на не-
сколько коммутаторов. Коммутаторы SW2 и SW3 поддерживают 802. IQ, SW1
поддерживает только ВЛС по портам, SW4 — коммутатор без поддержки ВЛС.
Для того чтобы в обе ВЛС VI и V2 попали узлы, подключенные к коммутаторам
SW1 и SW2, между этими коммутаторами приходится прокладывать отдельные
линии и занимать по порту на каждую ВЛС. Порты 1 и 2 коммутатора SW2 кон-
фигурируются как немаркированные (U), один для ВЛС VI (PVID=1), другой
для V2 (PVID=2). Порт 8 у SW2 и 1 у SW3 объявляются маркированным (Т) для
ВЛС V2 и V3. Порты SW2 и SW3, к Которым подключаются компьютеры, объ-
являются немаркированными членами соответствующих ВЛС, у этих портов
PVID принимает значения 1, 2 и 4 (в соответствии с номером ВЛС). Членам ВЛС
V2 и V3 разрешаем доступ В Интернет через маршрутизатор, подключенный к
порту 7 коммутатора SW3. Для этого порт 7 конфигурируется как немаркиро-
ванный член V2 и V3, это обесйечит прохождение всех кадров от пользователей
Интернет к маршрутизатору. Для того чтобы ответные кадры могли дойти до
пользователей, назначим порту 7 коммутатора SW3 PVID=9 — это будет допол-
нительная ВЛС для доступа к Интернет. Эта ВЛС должна быть «прописана» и
во всех портах SW2 и SW3, к которым подключаются пользователи Интернета
(включая и порт SW2.2, через который подключаются члены V2, подключенные
к SW1). Порты SW2.8 и SW3.1 будут маркированными членами ВЛС 9, осталь-
ные — немаркированными. Заметим, что пользователи ВЛС 2, 3 и 4 друг друга
смогут увидеть только через маршрутизатор (если позволит установленная на
нем политика фильтрации). Если использовать узлы, поддерживающие марки-
ровку кадров (эта возможность имеется в современных серверных картах), то их
можно подключать к маркированным портам коммутаторов 802.1Q. Поддержка
802.1Q особенно желательна на магистральных коммутаторах, разнесенных тер-
риториально, — тогда развитие сети не будет требовать прокладки новых магист-
ральных линий (пока хватает их пропускной способности). В пределах одного
распределительного пункта поддержка 802.1Q избавляет от необходимости фи-
зических перекоммутаций, связанных с изменением структуры сети, а также пе-
ремещением, добавлением и удалением пользователей.
12.6. Организация удаленного доступа 453
Рис. 12.15. Сеть с распределенными ВЛС
12.6.	Организация удаленного
доступа
Удаленный доступ используется для обеспечения взаимодействия узлов, не свя-
занных общей локальной сетью. Удаленный доступ может осуществляться в не-
скольких вариантах:
Я Предоставление доступа отдельным удаленным пользователям к ресурсам
локальной сети.
« Предоставление доступа отдельным удаленным пользователям к ресурсам
глобальной сети (выход в Интернет) через соединенне е оборудованием
провайдера (с аппаратной точки зрения ауалогично первому варианту).
Ж Предоставление клиентам локальной сети доступа к ресурсам глобальной
сети (выход в Интернет).
я Связь двух и более локальных сетей, территориально разнесенных друг от
друга, в единую корпоративную сеть.
« Связь между парой узлов, удаленных друг от друга (реализуется с помо-
щью пары модемов, к локальным сетям прямого отношения не имеет).
Для удаленного доступа в качестве транспортных средств используются гло-
бальные сети (каналы) общего пользования или частные. Наиболее распростра-
нено использование коммутируемых (dial-up) и выделенных (leased) телефон-
ных линий, а также абонентских окончаний ISDN. Коммутируемые (аналоговые
и ISDN) или выделенные линии могут соединять конечные объединяемые систе-
мы непосредственно друг с другом или через их связи с ближайшими провайде-
рами услуг глобальных сетей с коммутацией пакетов, кадров или ячеек. Конеч-
но, физически связь в большинстве случаев устанавливается через соединение с
оборудованием операторов связи (для коммутируемой телефонии это соедине-
ние с АТС), но для передачи данных коммутируемые цепи (каналы), а тем более
выделенные линии, прозрачны. .
454 Главе 12. Построение локальных сетей
Для одиночного узла требуемая аппаратура удаленного доступа — модем, подклю-
чаемый к порту DTE (COM-, LPT-, USB-цорту или встроенный в ПК) и к линии
связи. Адаптеры для подключения к сети ISDN тоже часто называют модемами,
хотя это и не совсем корректно. Тип модема должен соответствовать типу линии
(коммутируемая аналоговая, выделенная или ISDN), Протоколы (как правило,
РРР) реализуются программными средствами подключаемого узла (его ОС).
Для связи локальной сети с Внешним миром (другими сетями и удаленными,
пользователями) необходимо применение маршрутизатора. Маршрутизатор
ставится между коммуникационной аппаратурой — модемом (модемным пу-
лом) — и интерфейсами локальной, сети. Конструктивно маршрутизатор может
быть Как отдельным устройством с интерфейсами локальной сети (Ethernet 10/
100 Мбит/с) и портами DTE для подключения модемов (или прямого подклю-
чения к цифровым каналам передачи), таки комбинированным с модемом. Для
обеспечения безопасности сети маршрутизатор доивлшйот и брандмауэром (fire-
Avail), который тоже может быть реализован в комбинированном устройстве.
Модемы, связывающие локальную сеть с внешним миром*по коммутируемым
линиям, могут предоставлять два вида услуг:	. ъ •
» Установление исходящего соединения (dial-out) по инициативе пользовате-
ля локальной сети. Этот сервис реализуется коммуникационным сервером,
(Comrhunication server), который обеспечивает разделяемое использова-
ние физически подключенных к нему модемов клиентами локальной сети.
Для клиента создается иллюзия подключения модема к локальному СОМ-
порту его компьютера. Коммуникационные серверы позволяют экономить
количество модемов и телефонных линий. Исходя из того, что. модем одно-
временно не нужен НедмШоЖзойтёМмЭ^®!'"Йслй модемов у сервера не-
сколько, они образуют модемный’ пул, из которого любой пользователь
(имеющий доступ к серверу) может использовать любой свободный модем.
9 Ответ на входящие звонки (dial-in), реализуемый сервером удаленного до-
ступа RAS (Remote AcceSs Server). Эти соединения устанавливаются по
инициативе удаленных пользователей (одиночных или пользователей ло-
кальной сети через их коммуникационный сервер) для предоставления им
доступа к ресурсам сети. Для этого_ сервиса процедура авторизации поль-
зователя может использовать обратный вызов (call back); после установле-
ния соединения пользователь вводит свое имя и пароль, после чего сервер
«вешает трубку» и сам «звонит» абоненту по одному из номеров, связан-
ных с этим клиентом в базе данных сервера. Таким "образом можно разре-
шать конкретным пользователям звонить только с определенных телефо-
нов (в целях повышения безопасности).
Когда с помощью устройств удаленного-доступа объединяют несколько. ло-
кальиых сетей в единую корпоративную сеть, вместо множества двухточечных
соединений, можно использовать существующие публичные глобальные сети.
Решить проблемы безопасности позволяет технология виртуальных частных се-
тей VPN (Virtual Private Network). Ее идея состоит в организации в глобальной
сети с коммутацией пакетов (кадров, ячеек) туннелей ~ виртуальных каналов,
соединяющих дары точек подключения к сети и эмулирующих двухточечное со-
единение. Входы и выходы из туннелей располагаются в точках подключения
абонентов к общей сети. Через одно подключение к сети возможна организация
12.7. Беспроводное подключение узлов 455
множества туннелей. По туннелям данные передаются так же, как по двухточеч-
ному соединению с РРР. Шифрование потока, отправляемого в туннель, и де-
шифрование принимаемого потока обеспечивает конфиденциальность передачи
по публичным сетям. В зависимости от того, какие данные вкладываются в тун-
нельный протокол, различают два уровня туннелирования. Наиболее широко
распространено (и стандартизовано) туннелирование 2-го уровня (Layer 2 tunne-
ling) — инкапсуляция в туннельный протокол кадров РРР (2-й уровень), кото-
рые несут в себе данные протоколов 3-го уровня (IP, IPX...). Альтернативой ему
является туннелирование З-то уровня (Layer 3 tunneling) — инкапсуляция в тун-
нельный протокол непосредственна пакетов сетевого уровня. Поддержка VPN-
(организация туннельных окончаний) может быть включена в оборудование
удаленного дрседпа (напрашивается аналогия сфоддержкой, VLAN в коммутато-
рах локальных сетей). В глобальных сетях1 поддержку туннелирования должны
обеспечивать маршрутизаторы и/или коммутаторы.
Аппаратура удаленного доступа отличается большим разнообразием функ-
циональных возможностей, некоторые устройства рассмотрены в приложении А.
На рис. 12.16 приведен пример* подключения небольшой сети к Интернету по
коммутируемой телефонной линии. Его основу составляет 'OfficgConnedt 56 К
LAN Modem (ЗСош) — комбинация модема (56 кбит/с), маршрутизатора, 4-иор-
тового повторителя lOBaseT в придачу со встроенными DHCP- и DNS-сервера-
ми. Эта же схема может использоваться и для созданий VPN — модем имеет под-
держку туннелирования. Если имеется желание и возможность, подключаться к
внешней сети можно и через ISDN ’ LAN-модем — он обеспечивает скорость
128 кбит/с. Вариант развития сети изображен на рис. 12.16, б. Применение ком-
мутатора оправдывается тем, что в сети имеются Интенсивно используемые раз-
деляемые ресурсы — сервер и сетевой принтер.
Рис. 12.16. Подключение сети к Интернету: а — маленькая сеть, б — вариант развития
12.7.	Беспроводное подключение
узлов
Беспроводная (wireless) связь осуществляется в инфракрасном или радиочастот-
ном (как правило, 0,9; 2,4; 5,8 ГГц) диапазонах электромагнитных волн. Для ор-
ганизации беспроводного подключения узла к сети требуется два компонента:
точка доступа и беспроводной сетевой адаптер. Точка доступа представляет со-
бой стационарное устройство, подключаемое к проводной локальной сети и
456 Глава 12.. Построение локальных сетей
имеющее приемопередатчик. С сетевой точки зрения оно обычно представляет
мост МАС-уровня, но может дополняться и функциями фильтрации трафика по
протоколам и МАС-адресам, а также играть роль сервера DHCP. Беспроводной
адаптер, как правило, исполняется в виде карты расширения компьютера (с ши-
ной PC Card, ISA, PCI), также снабженной приемопередатчиком. Выпускаются
и внешние беспроводные приемопередатчики, подключаемые к сетевой карте
(Ethernet) компьютера. Расстояние, на котором поддерживается связь между
адаптером и точкой доступа, зависит от технологии связи, размеров антенн, осо-
бенностей электромагнитной обстановки в помещении (экранирующее действие
строительных конструкций и уровень помех от других устройств). Для инфра-
красной связи дальность не превышает 1 м. Для' радиосвязи в зависимости от
технологии расстояние может быть в пределах 30-150 м, а при использовании
внешних антенн может достигать нескольких километров. Одна точка доступа
может обслуживать несколько мобильных узлов, но, естественно, чем больше уз-
лов, тем меньше эффективная скорость передачи каждого''из них. Если одной
точки доступа недостаточно для охвата необходимой территории, устанавливают
несколько точек и организуют роуминг (определение точки, обслуживающей
конкретного мббильного абонента). Такйм образом формируется микросотовая
система связи. Функции роуминга выполняются средствами точек доступа (если
таковые поддерживаются).
В 1997 г. был принят стандарт для беспроводных сетей IEEE 802.11, в котором
определяются несколько вариантов технологий физического уровня и МАС-уро-
вень. Стандарт пока предусматривает лишь невысокие скорости передачи — 1 и
2 Мбит/с. Ряд фирм выпускает изделий» и с' более высокими скоростями (до
10-11 Мбит/с), обеспечивая и совместимость во стандартом на малых скоростях.
Вопрос совместимости изделий разных производителей, даже поддерживающих
802.11, пока довольно сложный. Координацией действий занимается альянс Wire-
less LAN Alliance (http://www.wlana.com).
Потребность в беспроводном подключении узлов к локальной сети возникает
в ряде случаев использования локальных сетей на объектах здравоохранения,
образования, торговли. По сравнению с обычным подключением по коаксиаль-
ному кабелю, витой паре и даже оптоволокну, беспроводное подключение узлов
существенно дороже, а его пропускная способность гораздо ниже. Этим объясняет-
ся сдержанное применение беспроводной связи в локальных сетях. Беспровод-
ная связь требуется мобильным (в пределах офиса) пользователям, использую-
щим в основном блокнотные ПК с интерфейсом PC Card. Для таких целей обыч-
но требуется соединение «точка-множество точек» — одна точка доступа
обслуживает нескольких пользователей. Для двухточечных соединений некото-
рые фирмы выпускают специальные устройства, которые заметно дешевле аппа-
ратуры коллективного доступа. Беспроводная связь может использоваться для
объединения локальных сетей, расположенных в разных зданиях. Применяют ее и
для подключения стационарных пользователей, расположенных вне зоны охвата
кабельной сети. Для этих целей используют специальные устройства, антенны
которых часто выносят на крыши зданий: Использование радиодоступа обостряет
вопросы безопасности, поскольку среда передачи становится неконтролируемой.
Вопросы безопасности могут решаться на верхних протокольных уровнях.
Управление
в локальных сетях
В понятие сетевого менеджмента (network managament), которому посвящена
данная глава, входит мониторинг состояния сетей и их элементов и управление
некоторыми свойствами этих элементов. Для краткости будем использовать по-
нятие «управление» как синоним менеджмента, хотя это и не совсем строго.
В этой главе идет речь о принципах и протоколах управления сетевыми устрой-
ствами (SNMP, MIB I и MIB II, RMON и RMON2, Web-интерфейсы). Здесь же
описываются и возможности централизованного управления клиентскими стан-
циями, включая удаленную загрузку (remote boot), управление настольными си-
стемами (DMI) и пробуждение по сети (Wake On LAN). Эти темы начинают
волновать администраторов сетей по мере их роста (и размеров сети, и квалифи-
кации администратора).
13.1. Принципы построения систем
управления сетями
Распределенная природа сетей обусловливает применение модели «менеджер-
агент» для построения системы управления (рис. 13.1). Менеджер представляет
собой программно-аппаратнце средства, собирающие информацию от агентов,
выполняющие ее обработку для предоставления администратору сети. На осно-
С^л'ЬТ z
458 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
।
вании этой информации администратор с помощью менеджера может осуществ-
лять некоторые управляющие воздействия на объекты сети. Управление может
быть в той или иной мере автоматизировано. Агенты располагаются в управляе-
мых элементах сети. Они непосредственно взаимодействуют с управляемыми
объектами и обслуживают базу данных управляемых (наблюдаемых) парамет-
ров. Информационные базы управления MIB (Management Information Base) со-
держат списки управляемых параметров и их значения, агенты отвечают за-соот-
ветствие баз реальным состояниям объектов. Менеджер может в любой момент
запросить информацию о состоянии объекта, выполняя операцию чтения, и
агент в ответ на этот запрос обязан передать содержимое всей базы или ее части.
Операция записи в базу, если она разрешена, заставляет агента выполнять
управляющие воздействия на объект. Опросы состояния выполняются по ини-
циативе менеджера регулярно (полйнг) или эпизодически, например, по запросу
администратора. Агенту может предоставляться возможность и асинхронного
уведомления менеджера о наступлении каких-либо событий. Для этого исполь-
зуются специальные сообщения, называемые прерываниями или тревогами (trap,
alert), посылаемые на адрес менеджера.
Рис. 13.1« Структуру систем управления сетью
Система управления сетью обычно строится по иерархическому принципу —
каждому менеджеру подчиняется группа агентов, а эти менеджеры могут высту-
пать в роли агентов для менеджеров более высокого уровня. Для повышения на-
дежности менеджеры могут дублироваться, правда, это усложняет систему
управления. При создании системы управления обычно стремятся к максималь-
ной централизации (в идеале — управление сетью из одной точки), но по разным
причинам это не всегда удается. Агенты управления могут присутствовать как в
сетевых коммуникационных устройствах (управляющие модули в повторителях,
коммутаторах, маршрутизаторах), тай и в конечных сетевых узлах (дополнитель-
ные аппаратные средства сетевых карт и загружаемые программные модули).
Менеджер представляет собой программу, функционирующую, как правило, на
компьютере общего назначения.
Всеобъемлющая система сетевого управления должна предоставлять админист-
ратору информацию о структуре сети со всеми связями, информацию о состоянии
всех управляемых объектов (конечных узлов, линий связи, портов коммуника-
ционной аппаратуры). Для решения этой задачи существуют специализирован-
13.1. Принципы Построения систем управления сетями 459
ные и довольно дорогостоящие пакеты управляющего ПО, как правило, ориен-
тированные на работу с оборудованием одного производителя. Это, к примеру,
Transcend для оборудования ЗСот, Optivity для Bay Networks, HP OpenView
для Hewelett-Packard, Spectrum для Cabletron, Nways Manager для IBM, LanDesk
(управление рабочими станциями) для Intel. Часто задачи управления решают в
ограниченном объеме, охватывая только коммуникационное оборудование, и не
всегда в полном объеме. Усечение объема обычно обусловливается довольно вы-
сокой стоимостью средств "управления: стоимость управляющих модулей для
коммуникационного 0бр]^ораН^‘РОйдм®рНмд со стоимостью функциональных
модулей. В этом	ф^^ей|й^Йгековых устройств, у которых, как
правило, утптггювка у11равляющ(гг® моду^1я г1а <>д11(^1ус'1:р()11стве наделяет интел-
лектом йе>®1^йвтва'стека:(для уэто не всегда так).
. Модель сетевого у правления ISO рассматривает 5 концептуальных областей:
Производительность (performance management) — измерение параметров,
' определяющих пропускную способность, время отклика^ загрузку линий
и т. и. Система следит за значениями .параметров, определяет их средние
(нормальные) значения, а цо достижении какими-либо критичными пара-
метрами заданных порогов генерирует предупреждения или автоматиче-
ски выполняет управляющие действия. Кроме наблюдения за сетью, в
этой области управления возможно и активное воздействие на сеть с по-
мощью симуляторов (генераторов трафика) для того, чтобы оценить пове-
дение сети при повышений' нагрузки (например, при грядущем расшире-
нии) и предпринять необходимые меры для обеспечения приемлемой
производительности.
в Конфигурировали^ (configuration management) — ^отслеживание информа-
ции об аппаратных" и программных состаййййшх элементов узлов сети,
включая сведения о типе и версии продукту их настройках и т. и. Сюда
же относится'управление функциями устройств в целом и конфигуриро-
вание их портов.	.
 Использование ресурсов, (ассрццйдбЩЭДЩйетеЩ) — учет трафика отдель-
ных узлов и их; групп как для эффективного распределения ресурсов рети,
так и. с целью определения -размера оплаты за предоставляемые услуги.
- ’ ж Обработка отказов* (fault management) — обнаружение м регистрация отказов,
^уведомление администратора, Восстановление работоспособности. При
появлении симптомов отказа- система должна по возможности изолиро-
вать проблемный участок, задействовать резервные элементы, Запротоко-
лировать события, восстановить исходную конфигурацию после устране-
• ния отказов.	,
В Безопасность (security management) — управление доступом к сетевым ре-
сурсам: авторизация пользователей, защита от несанкционированного до-
ступа, предотвращение блокирования сети (намеренного й непреднаме-
ренного).
В стеке протоколов ISO'имеется общий протокол управляющей информации
CMIP (Common Management Information Protocol). На основе этого протокола
могут быть построенысложные системы управления (подразумевается* большая
460 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
интеллектуальность агентов, чем в SNMP, используется гарантированная достав-
ка сообщений, имеются средства сокращения управляющего трафика). В локальных
сетях управление по CMIP используется редко, здесь господствует SNMP.
Обмен сообщениями между агентами и менеджерами может происходить как
по тем же каналам связи, по которым передаются «полезные» данные сети, так и
по отдельным каналам. Первый способ называется внутриполосным (in band),
его преимущество в отсутствии необходимости прокладывания дополнительных
коммуникаций. Расплатой за это является дополнительная загрузка сети слу-
жебным трафиком управления, проблемы авторизации управляющих воздейст-
вий (в принципе, любой клиент сети имеет физический доступ к каналу передачи
управляющей информации) и некоторые ограничения на функции управления.
Для того чтобы можно было устройством управлять, оно, естественно, должно
иметь возможность обмениваться данными с менеджером. Но иногда возникают
ситуации, когда для обеспечения возможности обмена требуется выполнить
пока еще недоступные функции управления. Отдельные каналы для управляю-
щей информации, требуемые для внеполосного управления (out of band), обеспе-
чивают полную независимость функций управления от состояния управляемой
сети. Большинство управляемых коммуникационных устройств поддерживает
оба способа управления. Внутриполосное управление используется при регуляр-
ной работе, а подключение управляющей консоли по последовательному интер-
фейсу — эпизодически, на этапе начального конфигурирования устройств и в не-
которых особых случаях. Внутриполосное управление может быть основано на
разных прикладных протоколах — SNMP, Telnet или Web-управление.
13.2	. Мониторинг состояния
элементов сети
Основной задачей менеджмента является мониторинг состояния элементов сети,
который выполняется па разных уровнях. На физическом уровне определяют та-
кие параметры, как уровень сигнала, затухание в линии, параметры помех и т. п.
На канальном уровне применительно к Ethernet интересно количество передан-
ных и принятых кадров за единицу времени, количество коллизий, ошибочных
кадров, уровень загрузки канала, списки наиболее активных узлов. На сетевом
уровне интересна статистическая информация о пакетах определенных протоко-
лов, для отладки может потребоваться захват определенных пакетов для их по-
следующего детального анализа. На прикладном уровне интересно, например,
время отклика сети. Мониторинг может осуществляться подключением к сети
специальных устройств-анализаторов или встроенными средствами коммуника-
ционных устройств и конечных узлов.
Анализатор протоколов, или сетевой тестер — это специализированное устрой-
ство, ориентированное на сбор и обработку информации определенных уровней.
Анализатор может быть совмещен и с генератором трафика, моделирующим тре-
буемую нагрузку сети. В приложении А.З приводятся краткие характеристики
ряда моделей приборов фирмы Fluke, но это, конечно, не единственный произво-
дитель тестового оборудования. Анализатором может выступать и ПК с сетевым
13.3. Управление коммуникационными устройствами	461
адаптером, переведенным в «неразборчивый» (promiscuous) режим приема кад-
ров. В этом режиме адаптер принимает все кадры, а не только адресованные ему,
многоадресные и широковещательные. Производительность адаптера (возмож-
ность параллельного выполнения операций), шины, объем памяти (оперативной
и дисковой) должны позволять захватывать требуемое число кадров на'полной
скорости среды передачи, иначе анализируемая картина (предварительно сохра-
ненная) не будет отражать реальной ситуации.
Подключение внешних устройств-проще всего в сетях с разделяемой средой
передачи — подключенному к сегменту коаксиального кабеля анализатору до-
ступны все уровни — от параметров сигнала до перехвата кадров и пакетов. Раз-
деляемые сегменты на хабах-повторителях изолируют анализатор, подключен-
ный к одному из портов, от информации физического уровня наблюдаемых
узлов. Но информация канального уровня (статистика и возможность перехвата
кадров) и выше полностью доступна, Наблюдение за коммутируемой сетью
сложнее: в случае микросегментации (подключения узла к выделенному» порту
коммутатора, без повторителей) места -для подключения анализатора уже нет.
Специально для возможности- внешнего наблюдения в ряде коммутаторов орга-
низуют отражение портов (port mirroring). При этом трафик одного из портов
(по выбору) копируется в специальный порт, назначенный для подключения
внешнего анализатора. Однако при использовании полнодуплексного обмена,
возникают проблемы, хотя бы потому, что полосы выходного порта в общем слу-
чае недостаточна для пропускания трафика обоих направлений (если порт ана-
лизатора имеет ту же скорость, Что и наблюдаемые). Отражение не позволяет на-
блюдать за всеми Нортами сразу, что не дает общей картины по устройству.
Правда, иногда предоставляют возможность отражения группы портов на порт с
большей скоростью.	'
Средства мониторинга, встроенные в сетевые устройства, позволяют наблюдать
за всеми портами (узлами) сразу, правда, с меньшими возможностями анализа.
В управляемые хабы и коммутаторы встраивают зонды удаленного мониторинга
(RMON probe), информация от которых может предоставляться менеджерам.
Функциональные возможности зондов-заметно связаны с ценой управляемых
устройств, поэтому многие модели аппаратуры реализуют только часть функций
удаленного мониторинга (групп RMON, о которых подробнее сказано ниже).
Фирма ЗСош продвигает идею переноса средств мониторинга (и управления) в
конечные узлы. Эта идея реализуется в технологии DynamicAccess. Средства мо-
ниторинга (dRMON Smart Agent) реализуются клиентским ПО узлов (на уровне
драйверов сетевых карт и ОС) и требуют сравнительно небольшого усложнения
аппаратных средств адаптеров. При этом возможности мониторинга могут зна-
чительно расширяться по сравнению с обычным RMON.
13.3	; Управление
коммуникационными устройствами
Каждое управляемое коммуникационное устройство — интеллектуальный хаб,
коммутатор, маршрутизатор — должно иметь средство для обеспечения диалога
462 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
с администратором в процессе конфигурирования и, если необходимо, средства
связи его встроенных агентов управления с внешним менеджером. Для этих це-
лей в большинстве устройств имеется консольный порт, в дополнение ^которо-
му могут поддерживаться протоколы Telnet, SNMP и Web-интерфейс. Во мно-
гих устройствах предусматривается возможность обновления встроенного ПО
для расширения функциональных возможностей самого устройства и/или его
системы управления. В старых устройствах для этого требовалась^замена (пере-
программирование) ПЗУ с программным кодом, современные устройства допус-
кают обновление ПО по протоколам BootP или TFTP.
13.3.1.	Консольное управление
Консольное управление относится к внеполосному — к управляемому устройст-
ву подключают внешний терминал (консоль), как правило, алфавитно-цифро-
вой. Для подключения используют последовательный интерфейс RS-232C в
асинхронном режиме, в ряде случаев с полным набором сигналов и возможностью
коммуникаций через модемы по коммутируемым телефонным линиям связи.
Чаще используют локальное подключение терминала по тре/проводному интер-
фейсу RS-232C. При подключении терминала должен быть выбран подходящий
кабель — здесь встречается многообразие вариантов. К примеру, коммутаторы и
повторители одной фирмы (BayNetworks, модели 350 и 150) для подключения
консоли имеют разъем DB9, но у одного устройства — розетка, у другого — вил-
ка с тем же назначением контактов (I), хотя оба устройства в плане управляюще-
го интерфейса — рТЕ. У терминала' необходимо настроить скорость обмена
(чаще 9600 или 2400 бит/с) и формат посылок — количество бит данных (обыч-
но 8), количество стоп-бит (1), контроль паритета (обычно не используется).
Терминал выполняет простейшие функции — пересылает коды символов кла-
виатурного ввода на вход приемника управляемого устройства и отображает
символы, принятые с выхода передатчика устройства, на своем экране. Локаль-
ное эхо в терминале отключают (local echo off).
Форма диалога с устройством определяется его встроенным программным
обеспечением (firmware), чаще всего диалог организуется в форме меню. Воз-
можности редактирования вводимого текста ограничены, зачастую имеется
только возможность удаления последнего введенного символа. Терминал дол-
жен поддерживать определенную систему команд (например, VT-52, VT-100), на
которую рассчитано управляемое устройство. В противном случае не будут кор-
ректно обрабатываться управляющие коды (перемещение курсора, стирание
символа и экрана) и вид диалогов будет сильно отличаться от приведенного в
документации на устройство. В качестве терминала часто используют ПК с про-
граммной эмуляцией терминала (например, HyperTerminal в Windows 9x/NT),
подключенный через СОЙ-порт.
Консольное управление позволяет настраивать любые параметры устройства,
независимо от состояния сети передачи данных. С его помощью настраивают па-
раметры для внутриполосного управления (IP-адрес и маска, имя устройства,
адрес маршрутизатора, параметры SNMP, Telnet, BootP, списки адресов узлов,
которым разрешено управление данным устройством, пароль на доступ). Здесь
же можно управлять и функциональными свойствами устройств (например,
13.3. Управление коммуникационными устройствами	463
устанавливать режимы работы портов, разрешенные МАС-адреса подключаемых
устройств, конфигурировать ВЛС для коммутаторов, настраивать маршрутиза-'
торы и т. п.). С консоли можно получать и статистические данные, если они со-
бирается устройством. Установленные параметры конфигурирования' могут
быть сохранены в энергонезависимой памяти устройства, как правило, для этого
выполняется явная команда, сохранение не выполнить, то после рестарта
устройства (по аппаратному сбросу -или-включению питания) восстановятся
прежние сохраненньг&змФОия
Недостатками- консольного управленЛ^ВЛЯются ограниченные возможности
пользовательского Интерфейса (любителей Графических .Оконных интерфейсов
ой не устроит) и привязка консоли к устройству-линией с-рязи. Некоторые моде-
ли устройств (версии их управляющего ПО) позволяютрфйользовать консоль-
ный порт, для связи по протоколу SLIP, при этом можно реализовать управление
с функциональностью SNMP (см. ниже), но внеполосное. .	;
13.3.2.	Управление через Telnet
Управление через Telnet позволяет удаленно управлять устройствами по сети
передачи Данных (внутриполосное управление). По сути, это вариант консоль-
ного управления, но без специальных линий связи. Пользовательский интер-
фейс управления при этом выглядит так же и определяется' встроенным ПО
управляемого устройства. Управление через Telnet Требует использования в сети
передачи, данных протокола ДР. Для него на одном из компьютеров сети необхо-
димо запустить приложение Telnet — эмуляцию терминала со .связью через про-
токольный стек TCP/IP. В этом приложении необходимо .установить связь с
управляемым устройством, указав его IP-адрес или имя (если оно прописано в
DNS) и введя пароль, После установление соединения компьютер будет играть
роль удаленного терминала управляемого устройства, работа с которым анало-
гична вышеописанному, консольному управлению.
До использования Telnet управляемое устройство должно быть сконфигури-
ровано, как правило, через консоль. Ёму должен быть назначен IP-адрес, маска
подсети и адрес маршрутизатора в соответствии с местом его установки, В целях
обеспечения безопасности на управляемом устройстве задают пароль доступа,
причем могут быть заданы разные пароли для доступа только по чтению (read
only) и с разрешением записи (read-write). Время предъявления пароля (login ti-
meout) и, количество попыток ввода (login retries) могут быть ограничены, и по
срабатыванию ограничения соединение разрывается. Можно Задавать и время
неактивности оператора (inactivity timeout), после которого соединение разры-
вается. Также задается и список IP-адресов узлов (allowed source IP address), с
которых разрешены сеансы Telnet. Эти списки могут перечислять конкретные
адреса, но иногда используется и возможность задания групп адресов с исполь-
зованием масок адресов (allowed source mask), В этом контексте понятие мас-ки
адресов отличается от традиционной маски подсети, а неправильное задание
этой маски приводит к сбросу соединения Telnet (access denied) сразу после по-
пытки его установления, причем без- объяснения причин. Узлу разрешается
связь по Telnet, если результат операции «И» над его адресом и маской адреса
даст значение разрешенного адреса, прописанного в управляемом устройстве.
464 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
Проще говоря, если нужно разрешить управление с конкретного адреса, то зна-
чение этого адреса должно быть записано и в поле разрешенного адреса, и в поле
маски адресов. Если управление допускается во всех случаях, то оба поля нуле-
вые. События управления по Telnet (установление и разрыв соединений, режим
доступа соединений, неудачные попытки) с указанием IP-адреса узла, откуда
приходили запросы, могут регистрироваться в устройстве и выводиться на кон-
соль по соответствующей команде.
Управление через Telnet позволяет с одного компьютера управлять множест-
вом устройств, но при этом требует «живой» сети с протоколом IP., Как и консоль-
ный вариант Telnet-управление подразумевает непосредственный диалог с чело-
веком-оператором, и не подходит для организации сложных систем управления,
тем более автоматизированных.
13.3.3.	Протокол управления SNMP
Протокол прикладного (7) уровня SNMP (Simple Network Management Proto-
col — простой протокол сетевого управления) является частью протокольного
стека TCP/IP, хотя его сообщения могут пересылаться и по протоколу' IPX/
SPX. В настоящее время действуют две его версии — SNMPvl и SNMPv2, не
имеющие прямой совместимости друг с другом. Прорабатывается третья версия,
обеспечивающая надежную аутентификацию и безопасность управления.
Протокол SNMP оперирует следующими понятиями;
ж Управляемое устройство (managed devices) — узел управляемой сети (про-
межуточный или конечный), снабженный агентом. Управляемое устройст-
во способно собирать и хранить управляющую информацию и обмени-
ваться ею по протоколу SNMP.
Я Агент (agent) — программный модуль, расположенный в управляемом
‘ устройстве, преобразующий локальную ему доступную управляющую ин-
формацию в формат сообщений SNMP и обратно.
ж Система сетевого управления NMS (network-management system)"— ком-
пьютер, на котором установлено программное обеспечение, взаимодейст-
вующее с управляемыми устройствами.
Протокол определяет набор базовых команд взаимодействия NMS с объектами:
в Get — получение значений объектов (наблюдение за устройством) по,ини-
циативе NMS.
Ж GetNext — вариант команды для последовательного обращения к однотип-
ным объектам (например, элементам таблиц маршрутов цли таблиц состо-
яния портов).
Ж GetBulk — получение значений блока объектов (только в SNMP v.2).
Ж Set — установка значений объектов (управление устройством) по инициа-
тиве NMS.
И Trap — асинхронное сообщение (прерывание) от устройства к NMS о ка-
ком-либо событии.
ж Inform — передача сообщений' между двумя NMS (только в SNMP v.2).
13.3. Управление коммуникационными устройствами 465
Сообщения SNMP передаются с помощью протокола UDP (негарантирован-
ная доставка, без подтверждения), хотя возможна настройка и на гарантироваи-
ный_транспорт TCP, а также IPX. Сообщения имеют заголовок с идентификато-
ром версии и строкой «общности» — community и блок протокольных данных (PDU).
Строка community используется как идентификатор группы устройств, общаю-
щихся по SNMP. Это примитивное средство обеспечения безопасности: агент бу-
дет отвечать на запрос, если в нем указана та же строка (чувствительно к регист-
ру), что и сконфигурированная у агента. NMS не будет воспринимать сообщение
с «неправильной» строкой. Поскольку строки community иередаются по. сети в
открытом виде, безопасность весьма условна. Протокольный блок (PDU) содер-
жит идентификатор тйпа сообщения (код команды), несколько служебных по-
лей и список имен и значений объектов Все поля сообщений представляются в
нотации абстрактного синтаксиса ASN.l (Abstract Syntax Notation One). Каждое
поле начинается с описания его типа и длины.
Поскольку форматы сообщений и некоторые протокольные правила разных
версий несовместимы, при использовании агентов с разными версиями система
управления должна быть «двуязычной» либо использовать прокси-систему,
транслирующую диалог между NMS одной версии и агентами другой версии.
Информационная база управления MIB (Management Information Base) SNMP
представляет собой иерархически организованную систему объектов. Каждый
объект MIB является одним из множества параметров управляемого устройства.
Объекты могут быть двух типов'. Скалярный (scalar) объект определяет единич-
ный параметр. Табличный (tabular) объект, описывает множество однотипных
параметров, объединенных в таблицу. Каждый объект имеет идентификатор, од-
нозначно определяющий его положение в иерархии. Иерархию объектов MIB
иллюстрирует рис. 13.2, где показано положение объектов MIB I, MIB II, RMON
и RMON2, о которых речь пойдет ниже. Корень иерархии безымянный, а имено-
вание и нумерацию ветвей обеспечивает соответствующая организация. Сим-
вольный идентификатор объекта записывается в виде Последовательности имен
ветвей. Числовой идентификатор записывается в виде последовательности но-
меров ветвей, разделенных точкой, начиная от корня. Так, числовым идентифи-
катором групп объектов RMON будет 1.3.6.1.2.1.16, а символьным — ISO.Org.DoD.
Internet.Mgmt.MIB.RMON.
Информационная база MIB I (RFC 1156,1990 г.) была определена для марш-
рутизаторов TCP/IP. В нее входит 114 объектов, разделенных на 8 групп. База
предоставляет общую системную информацию об устройстве (например, тип
устройства, время непрерывной работы), параметры сетевых интерфейсов, таб-
лицу трансляции адресов и основные данные по протоколам IP, ICMP, TCP,
UDP, EGP. Предусматривалось только чтение данных. Эта база была расширена
до 10 групп и 185 объектов в версии MIB II (RFC 1213,1992 г.), и появилась воз-
можность управления (Команда записи). MIB II позволяет, например, собирать
статистические данные по пакетам определенных типов (одноадресные, широко-
вещательные), принятых и переданных интерфейсами.
•В дереве стандартов определены места для MIB, специфичных для конкрет-
ных моделей оборудования. Их определяют производители оборудования, они
должны быть известны и разработчикам систем управления.
466 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
RMON2
11. Protocol Directory
12. Protocol Distribution
13. Address Mapping
14. Network-Layer Host
15. Network-Layer Matrix
16. Application-Layer Host
17- Application-Layer Matrix
18. User History Collection
19. Probe Configuration
Рис. 13.2. Положение объектов MIB I, MIB II и RMON в дереве стандартов
Минимально необходимые программные средства взаимодействия с конкрет-
ными устройствами для популярный ОС (Windows, UNIX и т. д.), как правило,
поставляются вместе с управляющими модулями. Для универсальных систем,
управления к каждому типу устройств (или даже версий его управляющего ПО)
должны быть соответствующие программные модули (или базы данных). Управ-
ление по SNMP может иметь графический интерфейс (вплоть до изображения
лицевой панели устройства с правдивым отображением всех индикаторов). Ре-
зультаты работы зондов могут отображаться в удобном графическом формате.
Однако для получения этих «удовольствий», как правило, приходится выделять
специальный компьютер (а в больших сетях и не один), на котором устанавлива-
ется управляющее приложение и на который сходятся сообщения-прерывания
от агентов управления. Таким образом, администратор сети привязывается к
конкретному рабочему месту — центру управления сетью. По протоколу SNMP
можно управлять любыми параметрами устройств (в пределах поддерживаемых
им MIB), а также организовывать мониторинг (RMON), о котором будет сказано
ниже.	1
До использования SNMP управляемое устройство должно быть сконфигури-
ровано. Ему должен быть назначен IP-адрес, маска подсети и адрес маршрутиза-
тора в соответствии.с местом его установки (в случае использования не IP-про-
токола конфигурирование будет иным). Также должен быть задан адрес узла
(список узлов), на который Посылаются сообщения-прерывания по событиям, и,
возможно, определен список событий, по которым посылаются прерывания. Не-
обходимо также занести корректное значение строки community, помня о его чув-
ствительности к регистру. Строка community может быть задана отдельно для
доступа только по чтению (SNMP read community, по умолчанию часто использу-
ется слово public), для доступа с разрешенной записью (SNMP read-write commu-
nity, по умолчанию слово private) и для прерываний (SNMP trap community).
13.3.4.	Удаленный мониторинг — RMON и RMON2
С появлением интеллектуальных хабов и коммутаторов в них стали встраивать
зонды для мониторинга —RMON (Remote MONitoring) Probe. Взаимодействие с
13.3. Управление коммуникационными устройствами	467
этими зондами, как правило, ведется по протоколу SNMP. Для зондов, поначалу
работавших только на МАС-уровне, был принят стандарт RMON. В нем опреде-
лена база MIB из 9 групп объектов управления и наблюдения (RMON Groups).
Первые 3 группы специфичны для технологии Ethernet с ее коллизиями, слиш-
ком короткими или длинными кадрами и т. п. Остальные группы не привязаны к
конкретной реализации МАС-уровня, а для Token Ring выделена группа с номе-
ром 10. Впоследствии определили дополнительные 10 групп для наблюдений на
более высоких уровнях — RMON2 (RFC 2074).
Группы, специфические для МАС-уровня Ethernet (RFC 1271):
в Statistics (статистика) — информация об-активности сети (порта, сегмен-
та): общее число переданных и принятых кадров и байт информации, ко-
личество нормальных кадров и кадров с разными типами ошибок (см. 6.1),
количество коллизий, распределение кадров по размерам (64,1 65-127,
128-255, 256-511, 512-1023, 1024-1518 бг$йт), количество широковещате-
льных и многоадресных кадров.
® History (история) — набор статистических данных (но без распределения
по размерам пакетов), накапливаемых за заданные интервалы времени.
Позволяют наблюдать за поведением сети, определять типовые нагрузки и
определять тенденции их изменений.
й Alarm (тревоги) — установка порогов на измеряемы^ параметры (счетчи-
ки, измерители уровней), по достижении которых агент генерирует сооб-
щение-прерывание. На каждый параметр устанавливается два порога:
один на превышение, другой — на возврат к норме.
МАС-независимые группы:
•	Host (хосты) — статистические данные (аналогичные 1 группе), собирае-
мые по каждому обнаруженному узлу (по МАС-адресам).
Я. HostTopN (N самых активных .хостов) — определение списка хостов, вы-
дающихся по определенным статистическим показателям. К примеру, оп-
ределение пятерки узлов, генерирующих основной поток широковеща-
тельного трафика. '	.	. ,	’
’ ® Matrix (матрица трафика) — отслеживание диалогов между парами узлов
(уровень трафика и ошибок в каждом направлении).
ж Filter (фильтр) — установка специфических признаков фильтрации кад-
ров для захвата.
ж Packet Capture (захват пакетов) — определение условий начала захвата
* кадров (пакетов), удовлетворяющих критериям фильтра, и числа захваты-
ваемых кадров. Начало и окончание захватов является событиями Хля ге-
нерации прерываний.	z
ж Event (события) — управление посылкой прерываний по событиям (пре-
вышение порогов и возврат, начало и окончание захвата и т. п.).
Группы, специфические для Token Ring:	'
	Token Ring (RFC 1513) — дополнительные группы, специфичнее для
кольцевой архитектуры с маркерным доступом.
468 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
□	Token Ring Statistics (статистика) — по кадрам аналогичная Ethernet
и специфическая для Token Ring (бакены, заявки на генерацию мар-
кера, очистки кольца и прочие параметры, характеризующие его «здо-
ровье»).
□	Token Ring History (история) ~ аналогично Ethernet.
□	Token Ring Station (станции) — средство более детального наблюдения
за кольцом.
□	Station .Order (порядок станций) — определение взаимного расположе-
ние станций в кольце И относительно зонда.
□	Station Config (конфигурация станции) — сбор конфигурационной ин-
формации, удаление проблемных станций из кольца.
№ Source Routing (маршрутизация от источника) — наблюдение за поведени-
ем и конфигурирование SRB»moctob.
Группы RM0N2 (RFC 2021 и 2074) предназначены для мониторинга сетевого
и прикладного уровней.
	Protocol Directory (каталог протоколов) — список протоколов, которые
могут отслеживаться зондом.
№ Protocol Distribution (распределение протоколов) — статистика (распреде-
ление и тенденции) трафика по протоколам (IP, IPX,_DECnet, Apple-
Talk...).
ж Address Mapping (карта адресов) — таблица соответствия сетевых и МАС-
адресов узлов.
ж Network-Layer Host (хосты на сетевом уровне) — статистика трафика
(входного и< выходного) по каждому обнаруженому в сети хосту.
9 Network-Layer Matrix (матрица сетевого уровня) — статистика трафика
диалогов между парами хостов. . '
9 Application-Layer Host (хосты на прикладном уровне) — статистика тра-
фика (входного и выходного) Хоста по конкрётному протоколу (вплоть до
прикладного уровня). Позволяет определять трафик таких приложений,
как Web, Telnet, Lotus Notes и т. п.
9 Application-Layer Matrix (матрица прикладного уровня) — статистика тра-
фика диалога хостов по конкретным протоколам вплоть до прикладного
уровня.
9 User History Collection (программируемый сбор истории) — периодиче-
ская выборка значений параметров по выбору пользователя (из списка
группы статистики RMON1).
9 Probe Configuration -(конфигурация зонда) — стандартизованный способ
задания таких параметров, как адрес Назначения прерываний, и других па-
раметров, обычно устанавливаемых внеполосным (консольным) управле-
нием.	.	<
Зонды RMON во многих случаях позволяют отказаться от дорогостоящих
внешних анализаторов. Группы 7 и 8 обеспечивают функции анализатора кадров
13.3. Управление коммуникационными устройствами 469
и могут использоваться для анализа поведения приложений и протоколов.
С точки зрения безопасности сети применение этих групп должно быть регла-
ментировано, поскольку оно дает возможность перехвата любых кадров и полу-
чения информации, критичной для системы защиты. Заметим, что включение
ряда групп мониторинга (особенно старше пятой) может заметно отразиться на
производительности устройства, на котором установлен зонд. При разумном вы-
боре интервалов трафик общения с зондом может находиться на уровне единиц
процентов от общего, обеспечивая достаточно подробное наблюдение. Это связа-
но с потреблением значительных ресурсов для целей мониторинга. Из-за огра-
ниченности ресурсов зонда некоторые кадры могут быть им пропущены, прайда,
эти факты могут отражаться одним из счетчиков группы статистики. В не очень
дорогих устройствах реализуют не все группы, а только часть (начиная с млад-
ших). Поддержка всех 9 групп RMON1, а тем более групп RMON2 при высоких
скоростях интерфейсов — дорогое удовольствие.
13.3.5.	Дистанционное конфигурирование
и обновление встроенного программного
обеспечения (BootP и TFTP)
Интеллект управляемого сетевого оборудования определяется его встроенным
ПО (firmvare), и при появлении новых версий- ПО возможно расширение воз-
можностей (как функциональных, так и управленческих) эксплуатируемых
устройств. Управляющие модули (NMM) современных коммуникационных
устройств (Network Management Module) представляют собой микрокомпьюте-
ры с иерархической системой памяти. В нее входит:
Ш Оперативная память. Используется для хранения данных, необходимых
для функционирования управляющего ПО, хранения информации о теку-
щей конфигурации устройства. В эту же память может загружаться и ис-
полняемый код управляющего ПО.
ж Энергонезависимая память для хранения управляющего ПО (firmware).
Как правило, строится на микросхемах флэш-памяти, что позволяет осу-
ществлять модернизацию управляющего ПО перезаписью через внешние
интерфейсы устройства.
« Энергонезависимая память хранения'параметров конфигурации.
При инициализации устройства (по включении питания, кнопки или коман-
де рестарта) выполняется самотестирование, после чего в оперативную память
загружается исполняемый код и параметры конфигурации устройства. В устрой-
ствах, не привязанных к системам управления сетью, загрузка производится
только из локальной энергонезависимой памяти, после чего параметры конфигу-
рации можно изменять вручную через консоль (через консольный порт или
Telnet). Измененные настройки могут быть сохранены в энергонезависимой памя-
ти, и тогда' после следующей перезагрузки они окажутся параметрами, приняты-
ми по умолчанию. Включение NMM-устройства в общую систему управления
сетью NMS (Network Management System) позволяет выбирать различные вари-
анты загрузки NMM. При этом можно вместо локально хранящихся программных
470 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
модулей и параметров конфигурирования загружать эти компоненты по сети по
протоколу TFTP (примитивный протокол файлового обмена).,Файлы с образа-
ми программных модулей управляющего ПО (image file) и файлы конфигурации
(configuration file) должны быть размещены на Сервере сетц, поддерживающем
протокол TFTP. Сервис TFTP не является сервисом, предоставляемым по умол-
чанию, и в ОС типа Windows 9x/NT, UNIX его необходимо установить и скон-
фигурировать (определить доступные каталоги, в которых помещают файлы-об-
разы, предоставить права доступа и т. п.). Управляемое устройство должно
«знать», с какого сервера и какие файлы (образ и конфигурация) оно должно за-
грузить при инициализации.’ Эта информация заносится в локальную энергоне-
зависимую память устройства при его конфигурировании (внеполосном) или
принимается от специального сервера Но протоколу BootP. Рассмотрим этапы
загрузки и возможные варианты конфигурирования.
1.	Для того чтобы можно было обратиться к серверу за файлами по TFTP,
устройство должно иметь собственную IP-настройку (адрес и маску под-
сети, адрес маршрутизатора), знать IP-адрес сервера, имена файдов (обра-
за и конфигурации) и каталога, в котором они находятся. Если устройство
поддерживает BootP, то’ конфигурация загрузки (boot configuration) мо-
жет предлагать ряд вариантов:
□	использовать только локальные данные из энергонезависимой памяти;
□	использовать только BootP (при неполучении ответа NMM не загру-
зится);
□	пытаться использовать BootP, а при неудаче использовать локальные
данные;
□	Пытаться использовать BootP, а при неудаче использовать данные, по-
лученные при предыдущем успешном использовании BootP.
2.	Если используется BootP, то при инициализации NMM после самотести-
рования устройство посылает широковещательный запрос BootP, на кото-
рый должен ответить сервер. Посылая запрос, устройство о себе еще ниче-
го не знает, а BootP-сервер опознает его по МАС-адресу («зашитому» в
устройство изготовителем). На сервере в файле конфигурации BootP
должна присутствовать запись, в которой указывается МАС-адрес NMM
для каждого управляемого устройства, его параметры IP-конфигурации,
имена файлов и каталогов. Формат файла конфигурации зависит от ис-
пользуемого «демона» BootP — части программного обеспечения NMS. В
ответе на запрос устройство получает данные, необходимые для работы по
TFTP.
3.	Загрузка образа и конфигурации также может производиться по выбору,
локально Или по TFTP. Выбор источника загрузки для конфигурации и
образа независим. Загруженный образ может быть автоматически записан
в энергонезависимую память устройства по выбору: сохранять, если отли-
чается (writeDiff); сохранять, если более новая версия (writeNewer); не со-
хранять (noWrite). Заметим, что адрес маршрутизатора, используемого
при загрузке, может отличаться от адреса маршрутизатора, используемого
-13.3. Управление коммуникационными устройствами	471
, в дальнейшей работе (хранящегося в локальной памяти или загруженного
по TFTP).
4.	файлы с образом управляющего ПО и образцы файлов конфигурации по-
лучают в составе пакета NMS, в комплекте с устройством (или ero'NMM)
или, например, на Web-сайте производителя. Обновление версии ПО
можно выполнять не только в момент загрузки, но и в произвольное время
по йнициативе оператора. Для этого предусматривается специальная кон-
сольная команда.
ВНИМАНИЕ------------------——------------------------------------------1---
Во время перезаписи ПО во флэш-память (операция может занимать до десятков минут)
должно обеспечиваться бесперебойное питание устройства. В это время нельзя выполнять
аппаратный сброс. Незавершенная операция перезаписи выводит NMM из строя — вос-
становление его работоспособности будет возможно только в заводских условиях.
5.	Дистанционное конфигурирование устройств актуально для сложных се-
тей с развитой системой управления. Оно позволяет избегать диалогов ад-
министратора с каждым из устройств — одни и те же конфигурационные
, шаблоны могут использоваться группой однотипных устройств. При удоб-
ном пользовательском интерфейсе NMS вносить изменения в конфигура-
ционные файлы удобнее, чем вести диалоги. Кроме того, устанавливаемые
конфигурации автоматически документируются, что упорядочивает про-
цесс управления.
13.3.6.	Web-интерфейс управления
Повсеместное распространение Web-технологий захватило и сферу управления
сетевыми устройствами. Общая идея Web-управления, или WBM (Web-Based
Management), заключается в обеспечении возможности выполнения оператором
(администратором) управляющих действий через графический интерфейс стан-
дартного Web-броузера с любой станции сети. Web-управление может быть ор-
ганизовано двумя способами: через встроенные (embeded) Web-серверы или че-
рез прокси-системы. 
При встроенном WBM в программное обеспечение управляемого устройства
вводятся функции Web-сервера, динамически формирующего «странички» ин-
терфейса управления. Эти страницы могут отображаться в графическом виде
Web-броузером любого узла, с которого управляемое устройство доступно по
протоколу HTTP стека TCP/IP. Вид интерфейса задается ПО управляемого узла
(а также возможностями и настройками броузера). Использование графических
элементов, гиперссылок и других разнообразных элементов языка HTML, а так-
же Jawa-апплетов позволяет создавать наглядные интуитивно понятные образы
панелей управления устройств. В отличие от графических оболочек управляю-
щих программ, использующих SNMP, Web-управление не требует установки
специализированного ПО на специальной станции управления, привязанного к
конкретным управляемым устройствам. Для управления может использоваться
любая станция сети со стандартным Web-броузером. С точки зрения сетевого
управления встроенный WBM мало чем отличается от Telnet, хотя пользователь-
ский интерфейс гораздо привлекательнее и нагляднее.
472 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
Для обеспечения Web-управления устройству должны быть указаны пара-
метры его IP-подключения (IP-адрес и маска, адрес маршрутизатора). Безопас-
ность (блокировка несанкционированного доступа) обеспечивается пародирова-
нием доступа, ограничением списка разрешенных узлов и, чего нет ни в SNMP,
ни в Telnet, возможностью шифрования данных (data encryption) по требованию
сервера (управляемого устройства).
Прокси-системы позволяют распространить Web-управление и на устройства
с классическим SNMP-управлением. Для этого создается специализированное
управляющее приложение, взаимодействующее с управляемыми устройствами
по SNMP, включая поддержку RMON. Это приложение запускается на компью-
тере сети и связывается с серверным ПО, предоставляющим доступ к его дан-
ным по протоколу HTTP. Это приложение становится Web-представителем
(proxy) управляемых устройств для Web-броузеров, и управление SNMP-объек-
тами станет возможным с любой станции.
Вокруг Web-интерфейсов отдельных устройств и прокси-систем легко стро-
ятся навигационные оболочки: можно, например, создать Web-страницу с изоб-
раженной структурой сети, на которой конкретные устройства оформить в виде
гиперссылок на их адреса. Оболочка может быть многоуровневой, использовать
фреймы и любые другие приемы для облегчения навигации.
Встроенное Web-управление хорошо подходит для сетей малого и среднего
размера, оно хорошо вписывается в концепцию Plug-and-Play. В больших корпо-
ративных сетях эффективнее может оказаться прокси-система.
13.4. Управление рабочими
станциями
Рабочие станции в современных сетях в большинстве своем представлены персо-
нальными компьютерами, как правило, совместимыми с IBM PC. Подавляющее
большинство их пользователей не является профессионалами в области инфор-
мационных технологий (и тем более сетей). Для использования компьютеров им
требуется надежная работа их приложений, в разной степени использующих се-
тевые ресурсы. Сеть для рядового пользователя должна быть прозрачна (в пре-
делах норм безопасности), а обеспечивать эту прозрачность, выполняя установку
и настройку сетевого ПО, приходится системному (сетевому) администратору. В
сетях с небольшим числом узлов администратор может себе позволить физиче-
ский подход к каждому рабочему месту для установки сетевого обеспечения, пе-
ренастройки в случае изменения конфигураций и обновления ПО. Однако когда
число узлов исчисляется уже десятками и сотнями, а время, затрачиваемое на
обслуживание (например, инсталляцию ОС Windows 98), уже не минуты, возни-
кает потребность в автоматизации и централизации обслуживания. Тема сниже- 
ния общей стоимости владения (ТСО — Total Cost of Ownership) в последнее
время стала часто обсуждаться и в нашей стране. Здесь речь пойдет о возможно-
стях снижения расходов на обслуживание сетевых компьютеров как за счет
сокращения времени, затрачиваемого администратором на обслуживание поль-
зовательских машин, так и за счет сокращения потерь рабочего времени пользо-
13.4. Управление рабочими станциями	473
вателей (вынужденных простоев во время обслуживания при модификациях и
ликвидации последствий отказов).
13.4.1.	Удаленное управление
(DMI и WakeUp On LAN)
Идеи централизованного управления рабочими станциями развиваются многи-
ми фирмами-производителями компьютеров и сетевого оборудования. В 1992 г.
компании Digital, Hewlett-Packard, IBM, Intel, Microsoft, Novell, Sun и Synoptics
организовали DMTF (Desktop Management Task Force) — «Силы для решения
задач управления настольными компьютерами». Позже к ним примкнули Apple,
AST, Compaq, Dell, Symantec и ряд других фирм, и теперь под флагом DMTF
объединены более 400 производителей компьютеров и программного обеспече-
ния. В 1994 году была выпущена первая спецификация интерфейса DMI (Desk-
top Management Interface), которая была сугубо локальной и не предусматривала
управления по сети. В 1996 г. вышла спецификация DMI 2.0, в которую уже
была включена возможность дистанционного управления по сети. Основная
идея DMI — всеобщий учет и контроль (в смысле возможности принудительно-
го управления). Для реализации этих целей вполне подходит протокол SNMP
(желательно в защищенном варианте), и остается «только» отобразить все пара-
метры компьютера объектами MIB и «заслать» в компьютер агента SNMP.
Настольный компьютер представляет собой набор аппаратных средств (hardwa-
re), встроенного (firmware) программного обесйечения (например, ROM BIOS) и
загружаемого (software) программного обеспечения (операционная система и
прикладное ПО). Для того чтобы выполнить какие-либо административные дей-
ствия (например, установить или обновить сетевое ПО), в общем случае может
понадобиться информация по любому элементу этого набора. Интерфейс DMI
позволяет администратору, не подходя к рабочему месту пользователя, узнать о
его компьютере все. Приведем в качестве примера выдержки из списка парамет-
ров, сообщаемых DMI BIOS от Award:
9	ROM BIOS — название, версия, производитель, дата выпуска, размер, под-
держиваемые шины, способ загрузки и т. д.
ж Система (компьютер) — название, производитель^ерсия, серийный но-
мер.
» Системная плата — то же.
ж Корпус (шасси) — производитель, заводской и инвентарный номера.
9; Процессор (для каждого процессора) — тип, семейство, идентификатор,
версия, тип сокета, частота ядра (максимальная и текущая), частота шины.
9	Контроллер памяти — поддерживаемые типы памяти, допустимое количе-
ство модулей памяти (слотов), напряжение питания, быстродействие мо-
дулей, методы обнаружения и исправления ошибок.
•	Модули памяти — тип слота, используемые банки, скорость, тип памяти,
размер, контроль/исправление ошибок, наличие обнаруженных ошибок.
Я Кэш-память — тип, размер (допустимый и текущий), скорость, Допусти-
мые типы памяти.
474 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
ж Порты (COM, LPT, Mouse,..) — для каждого порта кроме логических пара-
метров указывается и тип коннекторов, внутренних и внешних (DB-9 или
’ DB-25 для COM-портов), надпись на шильдике.
S Слоты шин расширения — тип (ISA, PCI...), разрядность Шины, частота,
напряжение, обозначение и т. д.
№ Встроенная периферия (графический, аудио-, видеоконтроллер) — по-
дробная информация.
№ Журнал системных событий.
Все устанавливаемые адаптеры к контроллеры должны сообщать подобную
подробную информацию о себе. Так же представляться должны и операционная
система со всеми драйверами, и приложения, поддерживающие DMI.
Кроме полной инвентаризации DMI предоставляет возможность дистанцион-
ного запуска на Пользовательском компьютере процедур, используя протокол
RPC. Удаленно могут запускаться, например, утилиты обслуживания дисков,
антивирусные программы, но самое заманчивое удаленный запуск процедур
установки и обновления операционных систем и прикладного ПО.
Принудительное дистанционное администрирование желательно произво-
дить во время отсутствия пользователя (во внерабочее время). Для этого, естест-
венно, необходимо включить его компьютер, что можно сделать и не подходя к
нему. Современные сетевые карты могут выполнять пробуждение по сети — Wa-
ke-up On LAN (WOL), Remote WakeUp. Для этого они имеют специальный до-
полнительный 3-проводный интерфейс — кабель с коннектором, подключаемый
к системной плате. По этому кабелю системная плата с питанием в стандарте
АТХ подает дежурное питание (линия +5VSB), даже когда основное питание на
системную плату и все устройства не подается. От этой линии питается «дежур-
ная» принимающая схема, которая настроена на прием кадра специфического
формата (Magic Packet) по сетевому интерфейсу. По приему этого кадра сетевой
адаптер через системную плату дает сигнал на включение блока питания, компь-
ютер включается и загружается ОС с поддержкой DMI. Теперь администратор
может выполнить все запланированные действия, а по окончании ОС на-компь-
ютере, завершая свою работу, выключает питание.
Принудительное администрирование может выполняться в ночные часы или
в выходные даже без участия администратора — он может запускать процедуры
через планировщик заданий. Пользователь, пришедший на работу на следующий
день, получит, удовольствие от работы на обновленной версии ПО, если, конеч-
но, Он накануне предусмотрительно не обесточил свой компьютер механическим
выключателем.
Интерфейс DMI-2 и удаленное включение (Remote WakeUp) поддерживают
многие сетевые карты, предназначенные для клиентских машин (для серверов
такой сервис слишком опасен). В спецификации Microsoft на аппаратные сред-
ства РС99 Hardware Design Guide интерфейс DMI не упоминается, но там речь
идет об инициативе WfM (Wired- for Management — подключение провода-
ми для управления), за подробностями которой отсылают на http://www.mtel.
com/managedpc/spec.htm (версия 1.0) и http://developer.intel.com/ial/wfm/ (вер-
сия 2.0).
13.4. Управление рабочими станциями	475
13.4.2.	Удаленная загрузка
Удаленная загрузка (Remote Boot или Remote Reset) — это загрузка операцион-
ной системы по сети с файл-сервера. Для ее осуществления в адаптере устанав-
ливается ПЗУ с расширением ROM BIOS, содержащим загрузчик операционной
системы. Работает она следующим образом.
По включении питания (аппаратному сбросу, «холодному» перезапуску) про-
цедура начального тестирования POST находит микросхему Boot ROM (по спе-
циальному заголовку) и передает управление на заключенный в ней код инициа-
лизации. Во время исполнения йнициализации вектор прерывания BIOS Int 19h
(Bootstrap — начальная загрузка) переопределяется на код, «зашитый» в Boot
ROM, а также выполняется инициализация адаптера. После этого управление
возвращается в POST, а когда этот процесс доходит до Начальной загрузки (и
при любой последующей перезагрузке), то перед попыткой загрузки с жесткого
диска (или CD-ROM) управление передается загрузчику из Boot ROM. Этот за-
грузчик при наличии жесткого диска может предложить загрузиться с него, тог-
да загрузка ОС произойдет обычным образом. Если от загрузки с жесткого диска
отказаться, то начинается загрузка по сети. Эта загрузка может происходить'
по одному из трех протоколов: Novell NetWare, RPL (Microsoft LAN Manager,
Banyan VINES, IBM LAN Server) или TCP/IP. Сценарий загрузки для всех про-
токолов примерно одинаков: станция посылает широковещательный (илц мно-
гоадресный) запрос, который принимается сервером, предоставляющим сервис
удаленной загрузки. По адресу запроса сервер идентифицирует станцию и се-
рией пакетов пересылает ей соответствующий файл — образ загрузочной диске-
ты. По окончании приема файла-образа станция передает управление содержа-
щемуся в нем программному коду ядра загружаемой ОС. Файл-образ содержит
минимальный набор модулей, необходимый для запуска требуемой ОС. В образе
присутствует и командный файл (AUTOEXEC.BAT), в котором содержатся
команда загрузки сетевых средств ОС. После их успешной загрузки загрузка до-
полнительных компонентов и пользовательских приложений происходит уже
штатными средствами загруженной ОС.
Файл-образ создается специальной утилитой с дискеты, с которой можно
было бы загрузить станцию при наличии у нее дисковода. Разные станции могут
потребовать различных файлов-образов, а могут пользоваться и одним. Критич-
ными параметрами являются тип и версия загружаемой ОС, параметры файла.
CONFIG.SYS, а также тип и настройки (если их параметры должны указываться
при запуске драйвера) сетевого адаптера. Сервис удаленной загрузки могут пре-
доставлять несколько серверов локальной сети.
При использовании протокола удаленной загрузки Novell на запрос сервиса
отвечает «ближайший» сервер NetWare (тот, который ответит первым), и с ним
устанавливается соединение. Далее в его каталоге SYS:LOGIN ищется файл
BOOTCONF.SYS, в котором содержится список сетевых адресов станций (но-
мер сети IPX и МАС-адрес) с указанием назначенных им имен файлов-образов.
При отсутствии этого файда делаются попытки открыть файлы-образы с имена-
ми NETSDOS.SYS или IBMSDOS.SYS. Эти действия выполняются ядром ОС
NetWare, не требуя каких-либо дополнительных модулей и настроек. Дополни-
тельный загружаемый модуль RPL.NLM расширяет возможности обработки
476 Глава 13. Управление и мониторинг в локальных сетях
BOQTCONF.SYS: появляется возможность использойания символов «*» и «?» в
адресах станций, предлагать несколько образов на выбор, а также осуществлять
«на лету» замену одних ASCII-строк образа на указанные другие. Последнее
свойство позволяет задавать индивидуальные настройки AUTOEXEC.BAT и
CONFIG.SYS для разных станций, использующих один и тот же файл-образ.
Все файлы-образы должны находиться в каталоге SYS:LOGIN, который по
чтению доступен всем станциям еще до входа в сеть. Все используемые для за-
грузки файлы должны иметь атрибут разделяемости (S), иначе одновременная
загрузка нескольких станций станет невозможной. При наличии нескольких сер-
веров все эти файлы должны присутствовать в каталоге SYS’.LOGIN каждого
сервера, поскольку выбор загрузочного сервера почти случаен. Для упрощения
управления такой сетью (предотвращения тиражирования файлов и изменений)
можно использовать дополнительный сервис MSD (Multi-Server Director). Для
этого поддержка MSD должна иметься в Boot ROM на станциях, а на одном или
нескольких серверах должен быть запущен модуль MSD.NLM. При использова-
нии этого сервера загрузчик станции сначала выполняет запрос MSD, на кото-
рый отзовется ближайший MSD-сервер. На этом сервере должен присутствовать
файл BOOTCONF.SYS с расширенным синтаксисом, в котором для каждого ад-
реса (группы адресов), кроме имени файла-образа, указывается и имя сервера, на
котором находится этот файл. Далее устанавливается соединение с тем сервером
и загружается требуемый образ. Если MSD-сервер недоступен (на консоли стан-
ции об этом будет сообщение вида «MSD: No Reply», загрузка происходит по
обычному сценарию. -	.	-
Протокол RPL на серверах Microsoft LAN Manager, Banyan VINES, IBM LAN
Server требует явной установки и конфигурирования. Способы конфигурирова-
ния специфичны для каждой из этих ОС.	I
Удаленная загрузка в TCP/IP выполняется с помощью протоколов BootP и
TFTP. В начале станция делает широковещательный запрос сервиса BootP. На
этот запрос отвечает BootP-сервер, сообщая станции ее IP-адрес, а также полное
имя файла-образа, и IP-адрес сервера, на котором этот файл хранится. Далее
станция по протоколу TFTP с указанного сервера получает файл-образ. Обычно
на станции в памяти загрузчиком организуется RAM-диск А:, на который и по-
мещается принятый образ. По получении всего .образа выполняется загрузка с
этого квазидиска, после чего RAM-диск аннулируется (реальный дисковод А:
встает на свое логическое место), занятая им память освобождается.
Удаленная загрузка служит нескольким целям. Изначально она позволяла
избавить рабочие станции от дисковой памяти (diskless station) с целью удешев-
ления и для обеспечения информационной безопасности. Дисководы (со смен-
ными носителями) снимают с машин для того, чтобы с них невозможно было за-
нести в сеть (или вынести) нежелательную информацию (программы, данные,
вирусы). Удаленная загрузка может облегчать труд сетевого администратора:
если в его обязанности входит обновление ПО, то вместо обхода всех рабочих
мест для установки новой версии ОС ему достаточно только обновить один
файл-образ (правда, это может оказаться не так и просто). Централизованное
хранение файлов ОС на сервере при правильном администрировании позволяет
минимизировать урон, наносимый вирусами и злонамеренными действиями
пользователей (например, в учебных классах).
13.4. Управление рабочими станциями 477
Удаленно можно загружать DOS (добыв версии), OS/2, оболочку Windows
до 3,х и даже ОС Windows 95. ОС и прикладные программы по сети могут загру-
жать^ Йаже быстрее» чШс локальных дисков. -Однако использование Windows
95/98 (как и оболочки Windows 3.x) на -бездисковых машинах проблематично.
Эти ОС практически постоянно обращаются к файлу подкачки страниц вирту-
альной памйти, и если данный файл будет на сетевом диске (поскольку локаль-
ного нет), этот трафик «съест» всю полосу пропускания сети. Однако возможна
сетевая установка этих ОС и на машинах с локальным жестким диском, и в этом-
случае удаленная загрузка позволяет облегчать задачи администрирования. По-
дробная информация о сетевой установке и удаленной загрузке Windows 95 со-
держится ^руководстве «Windows 95 Resource Kit».
Эл ектроп итан ие,
заземление
и электромагнитная
совместимость
Вопросы «правильного питания» при объединении компьютеров в локальные
сети имеют важное значение как для обеспечения электробезопасностй пользо-
вателей, так и для безаварийной и бессбойной работы оборудования. В начале
главы приводятся общие сведения, необходимые для понимания проблем. Их
знание позволит обойтись без «пиротехнических эффектов» при соединении
устройств. Далее описываются средства обеспечения качественного питания.
В конце главы приводятся рекомендации по проектированию и прокладке элек-
тросети, питающей оборудование ЛВС. Темы питания и заземления знакомы ав-
тору не понаслышке, в этой области имеется богатый личный опыт. Так, в свое
время удалось добиться бессбойной работы распределенной системы (ЕС ЭВМ с
периферией, распределенной по большому залу) по соседству от установки для
имитации воздействия электромагнитного импульса ядерного взрыва на элек-
тронные устройства. Доводилось заниматься и подключением управляющих
компьютеров к импульсным испытательным установкам (напряжение — кило-
вольты, токи — килоамперы). Кроме того, приходилось заниматься питанием и
вполне «цивильных» объектов, в не столь экстремальных условиях.
14.1. Общие вопросы электропитания и заземления 479
14.1. Общие вопросы электропитания
и заземления
Рассмотрим правила подключения к питающей сети с точки зрения безопасно-
сти как человека, так и компьютера.
Практически каждый блок питания компьютера или периферийного устрой-
ства имеет сетевой фильтр (рис. 14.1). Конденсаторы этого фильтра предназна-
чены для шунтирования высокочастотных помех питающей сети на землю через
провод защитного заземления и соответствующую трехполюсную вилку и розет-
ку. «Земляной» провод соединяют с контуром заземления, но допустимо его со-
единять и с «нулем» силовой сети (разница ощущается только в особо тяжелых
условиях эксплуатации). При занулении необходимо быть уверенным в том, что
«нуль» не станет фазой, если кто-нибудь вдруг перевернет вилку питания. Если
же «земляной» провод устройства никуда не подключать, на корпусе устройства
появится напряжение порядка 110 В переменного тока (рис. 14.2): конденсаторы
фильтра работают как емкостной делитель напряжения, и поскольку их емкость
одинакова, 220 В делится пополам.
Рис. 14.1. Входные цепи блока питания
Рис. 14.2. Образование потенциала на корпусе компьютера
480 Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
Конечно, мощность этого «источника» ограничена — ток короткого замыка-
ния 1К1 на землю составляет от единиц до десятков миллиампер, причем чем
мощнее блок питания, тем больше емкость конденсаторов фильтра и, следователь-
но, ток:
4,=П111Их2лЕС,
где [7„т=220 В, Е=50 Гц — частота питающей сети, С — емкость конденсатора
фильтра. При емкости конденсатора 0=0,01 мкФ этот ток будет около 0,7 мА.
Такие напряжение и ток опасны для человека. Попасть под напряжение мож-
но, прикоснувшись одновременно к неокрашенным металлическим частям кор-
пуса компьютера и, например, к батарее отопления. Это напряжение является
одним из источников разности потенциалов между устройствами, от которой
страдают интерфейсные схемы.
Посмотрим, что происходит при соединении двух устройств (компьютера и
принтера) интерфейсным кабелем. Общий провод интерфейсов последователь-
ных и параллельных портов связан со «схемной землей» и корпусом устройства.
Если соединяемые устройства надежно заземлены (занулены) через отдельный
провод на общий контур (рис. 14.3), проблемы разности потенциалов не возникает.
Если же в качестве заземляющего провода использовать нулевой провод пи-
тания при разводке питающей сети с трехполюсными розетками двухпроводным
кабелем, на нем будет набегать разность потенциалов, вызванная падением на-
пряжения от протекающего силового тока ZNUL (рис. 14.4).
Если в эти же розетки включать устройства с большим энергопотреблением,
разность потенциалов (и импульсные помехи при включении-выключении) бу-
дет ощутимой. При этом эквивалентный источник напряжения при относитель-
но невысокой э.д.с. ENlJL (несколько вольт) будет иметь очень низкое выходное
сопротивление, равное сопротивлению участка нулевого провода (доли ом).
Уравнивающий ток через общий провод интерфейса 11т можно оценить по фор-
муле
Ant=^nvl/ (7?nul+^int),
14.1. Общие вопросы электропитания и заземления 481
где £N1.L ~ /nvlx-Rnvo 4jul = Р/220, 7?nul — сопротивление нулевого провода и со-
единительных контактов розеток, 7?INT — сопротивление общего провода интер-
фейса, Р — мощность, потребляемая устройствами, расположенными на рис. 14.4
справа (Р = Р2 + Р3). Поскольку обычно сопротивление интерфейсного кабеля
больше питайщего, через общий провод интерфейса потечет ток, существенно
меньший, чем силовой. Но при нарушении контакта в нулевом проводе питания
через интерфейсный провод может протекать и весь ток, потребляемый устрой-
ством. Он может достигать нескольких ампер, что повлечет выход устройств из
строя. Не выровненные потенциалы корпусов устройств являются также источ-
ником помех в интерфейсах.
Если оба соединяемых устройства не заземлены, в случае их питания от од-
ной фазы сети разность потенциалов между ними будет небольшой (вызванной
разбросом емкостей конденсаторов в разных фильтрах). Уравнивающий ток че-
рез общий провод интерфейса будет мал, и разность потенциалов между схемны-
ми землями устройств будет тоже мала. Но не следует забывать о безопасности
человека. Если незаземленные устройства подключены к разным фазам, раз-
ность потенциалов между их несоединенными корпусами будет порядка 190 В,
при этом уравнивающий ток через интерфейс может достигать десятка миллиам-
пер. Когда все соединения/разъединения выполняются при отключенном пита-
нии, для интерфейсных схем такая ситуация почти безопасна. Но при коммута-
, циях при включенном питании возможны неприятности: если контакты общего
провода интерфейса соединяются позже (разъединяются раньше) сигнальных,
разность потенциалов между схемными землями прикладывается к сигнальным
цепям и они выгорают. Самый тяжелый случай — соединение заземленного
устройства с незаземленным (рис. 14.5), особенно когда у последнего мощный
блок питания.
Для устройств, блоки питания которых имеют шнуры с двухполюсной вил-
кой, эти проблемы тоже актуальны. Такие блоки питания зачастую имеют сете-
вой фильтр, но с конденсаторами малой емкости (ток короткого замыкания до-
статочно мал).
Весьма коварны сетевые шнуры компьютеров с двухполюсной вилкой, кото-
рыми подключаются блоки питания с трехполюсным разъемом. Пользователи,
482 Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
подключающие свои компьютеры в бытовые розетки, могут столкнуться с проб-
лемами из-за отсутствия заземления.	•	'	>
Локально проблемы заземления решает применение сетевых фильтров типа
«Pilot» и им подобных. Питание от одного фильтра всех устройств, соединяемых
интерфейсами, решает проблему разности потенциалов. Еще лучше, когда этот
фильтр включен в трехполюсную розетку с заземлением (занулением). Однако
заземляющие контакты (обжимающие «усики») многих розеток могут иметь
плохой контакт вследствие своей слабой упругости или заусениц в пластмассо-
вом кожухе. Кроме того, эти контакты не любят частого вынимания и вставки
вилок, так что обесточивание оборудования по окончании работы лучше выпол-
нять выключателем питания фильтра (предварительно выключив устройства).
ВНИМАНИЕ------------—-------—----------------------------------------------
Настоятельно рекомендуется отключать питание при подключении и отключении интер-
фейсных кабелей. Небольшая разность потенциалов, которая практически исчезнет при
соединении устройств общими проводами интерфейсов, может пробиту входные (и вы-
ходные) цепи сигнальных линий, если в момент присоединения разъема контакты общего
провода соединятся позже сигнальных. От такой последовательности обычные разъемы
не страхуют.
К помехам, вызванным разностью потенциалов схемных земель (корпусов)
устройств, наиболее чувствительны параллельные порты. У последовательных
портов зона нечувствительности шире (пороги ±3 В), еще меньшую чувстви-
тельность имеют интерфейсы локальных сетей, где обычно имеется гальваниче-
ская развязка сигнальных цепей от схемной земли с допустимым напряжением
изоляции порядка 1’00 В.
Правила заземления в документации по импортной аппаратуре приводятся
не всегда, поскольку подразумевается, что трехполюсная вилка всегда должна
включаться в соответствующую розетку с заземлением, а не в двухполюсную с
рассверленными отверстиями. В нашей стране распространены трехполюсные
так называемые евророзетки (рис. 14.6, а). Для заземления используются кон-
такты-усики, центральный заземляющий штырь используется нечасто. На риг
сунке показано правильное положение контактов нуля, фазы и заземления на
14.2. Средства улучшения качества электропитания 483
розетке. При подключении к нему стандартного шнура питания на гнезде, обра-
щенном к блоку питания, раскладка цепей будет соответствовать рис. 14.6, б.
Заземление
Рис. 14.6. Положение «нуля», «фазы» и «земли»: а — на питающей розетке,
б — на выходном гнезде шнура питания
14.2. Средства улучшения качества
электропитания
Электронное оборудование, питающееся от сети переменного тока, подвергается
различным негативным воздействиям со стороны этой питающей сети. Стан-
дартным требованием к питающей сети является напряжение питания 220 В с
допустимыми отклонениями от -15 % до +10 % от номинала (187-242 В) при ча-
стоте 50±1 Гц. К основным воздействующим факторам относятся следующие:
9 Высоковольтные импульсные перенапряжения (surge) — грозовые, дли-
тельностью от долей до десятков микросекунд, и коммутационные, дли-
тельностью до десятков и сотен миллисекунд. Грозовые перенапряжения
могут достигать десятков киловольт, коммутационные — единиц киловольт.
Ж Повышения напряжения выше 110% от номинала, кратковременные (на
несколько периодов сети) или длительные, вызванные неполадками в сети
(например, перекосом фаз).
№ Кратковременные провалы (в течение нескольких периодов), вызванные
подключением мощной нагрузки, и длительные понижения напряжения
ниже 85 % от номинального значения.
Ж Пропадание напряжение более чем на два полупериода частоты.
И Радиочастотные шумы от воздействия мощных радиопередающих и иных
устройств и помехи от импульсных блоков питания.
Ж Отклонение частоты питающей сети от номинала 50 Гц (или 60 Гц).
К Гармонические искажения питающего напряжения (отклонение формы от
синусоидальной).
Степень воздействия питающей сети на аппаратуру различна: эти факторы
могут приводить к сбоям (импульсные помехи и провалы питающего напряже-
ния), самопроизвольному отключению или перезапуску устройств и даже к выходу
484 Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
их из строя под действием импульсных или длительных перенапряжений. По-
скольку большинство блоков питания имеет импульсный преобразователь с бес-
трансформаторным входом, к отклонениям частоты или формы напряжения они
обычно почти нечувствительны. Последствия от сбоев по питанию (не считая
выхода из строя аппаратуры) могут быть весьма тяжелыми — например, потеря
данных на диске мощного и ответственного сервера.
Для защиты от воздействий сетевых возмущений применяется целый комп-
лекс мер.
й Сетевой LC-фильтр задерживает высокочастотные помехи из сети и в сеть
от импульсных'блоков питания. Этот фильтр входит в состав практически
любого блока питания, а также в сетевые колодки питания типа «Pilot» и
им подобные.
в Ограничитель перенапряжений (surge protector) подавляет высоковольт-
ные выбросы, как относительно длинные коммутационные (до 10 мс), воз-
никающие при переключениях мощных цепей, так и короткие — грозовые.
Энергия импульсов перенапряжений поглощается полупроводниковым
варистором. При хорошем подборе параметров варистор может спасать и
от длительных значительных повышений напряжения сети, например из-
за перекоса фаз. В этом, случае варистор будет ограничивать Напряжение,
• выделяя значительную мощность, что приведет к его пробою на короткое
замыкание и отключению питания предохранителями токовой защиты
(если они есть и рассчитаны на соответствующий ток). ।
На рис. 14.7 приведена схема фиДьтра, комбинированная с ограничителем пе-
ренапряжений.
Рис. 14.7. Фильтр-ограничитель с варистором
Строго говоря, одного варистора для полной защиты от перенайряжений не-
достаточно. Для приведенного однофазного фильтра не помешает еще пара вари-
сторов — один между «нулем» и «землей», второй между «фазой» и «землей», но
из экономии их обычно не устанавливают.
» Стабилизатор напряжения (электронный или феррорезонансный) стаби-
лизирует выходное напряжение при плавных изменениях входного. Пло-
хие динамические характеристики старых (например, применявшихся для
питания телевизоров) феррорезонансных стабилизаторов при резком из-
менении напряжения и величины нагрузки ограничивают возможности
их применения. Существуют и современные варианты таких стабилизато-
ров, разработанные специально для питания компьютеров. Электронные
устройства на активных компонентах не получили широкого распростра-
нения из-за приближения их цен к ценам на UPS.
14.2. Средства улучшения качества электропитания 485
в От внезапного пропадания напряжения сети предохраняют источники бес-
перебойного питания — ИБП (UPS — Uninterruptible Power System). В их
состав обязательно входят аккумуляторные батареи, выпрямитель входно-
го напряжения и инвертор, обеспечивающий нагрузку напряжением пере-
менного тока.
Источники бесперебойного питания различают по классам (режимам работы).
Существуют блоки Off-Line (Stand-By), Line-Interactive и On-Line.
« В Off-Line UPS (рис. 14.8, а) нагрузка при нормальной работе получает пита-
ние от сети, выпрямитель обеспечивает подзарядку аккумулятора. При
пропадании входного напряжения включается инвертор й нагрузка пере-
ключается на него за несколько миллисекунд. По восстановлении входно-
го напряжения происходит обратное переключение, аккумулятор снова
подзаряжается. К этому классу относятся, например, Back UPS фирмы
АРС.
» UPS Line-Interactive работает аналогично Off-Line, но имеет дополнительную
возможность ступенчатой стабилизации при длительных проседаниях
входного напряжения с помощью бустера (обычно посредством переком-
мутации первичных обмоток входного трансформатора). К этому классу
относятся Smart и Matrix UPS фирмы АРС.
9 On-Line UPS (рис. 14.8, б) обладают наилучшими характеристиками, в них
нагрузка получает питание всегда от инвертора. Инвертор получает посто-
янное напряжение от сетевого выпрямителя или аккумулятора, схема
обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения при питании
как от сети, так и от аккумулятора. Для данной структуры естественна
гальваническая развязка входа и выхода и отсутствие переходных процес-
сов на выходе при переключении на резервное питание. К этому классу от-
носятся UPS серии Prestige фирмы EXIDE.
а	б
Рис. 14.8. Блок-схема ИБП: а — класса Off-Line, б — класса On-Line
Для работы В условиях сильных колебаний питающего напряжения (напри-
мер, в сельской местности) хорошую защиту обесцечат только UPS классов On-
line или Line-Interactive.
От класса, мощности устройства и емкости батарей, определяющей время ав-
тономной работы при максимальной нагрузке,, существенно зависит цена UPS.
486 Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
При пропадании сетевого напряжения UPS переключается на резервное пи-
тание и обычно подает звуковой сигнал. Для защиты данных компьютера UPS
должен иметь возможность передать сигнал о грядущем отключении питания.
Сигнал может подаваться аппаратным прерыванием через специальную плату
сопряжения с PC или разъем PS/2 Mouse (как варианты у Smart UPS), через
COM-порт или встроенный в UPS адаптер ЛВС. Два последних варианта более
универсальны и обеспечивают двунаправленный обмен развернутой управляю-
щей и диагностической информацией. При восстановлении питания происходит
обратное переключение и батареи прдзаряжаются. Если питание не восстанови-
лось за время работы батарей, UPS отключается, а его повторное включение по-
сле подачи напряжения может быть ручным или автоматическим.
Источники бесперебойного питания имеют множество параметров, из кото-
рых особенно существенны следующие:
9 Выходная мощность, измеряемая в вольт-амперах. Она должна быть не ме-
ньше, чем сумма мощностей, потребляемых устройствами, которые пита-
ются от данного UPS. При этом следует принимать во внимание не только
среднюю потребляемую мощность, которая обычно указывается в паспор-
те или на задней стенке устройства, а еще и пиковую при включении. Пи-
ковая мощность может превышать среднюю в несколько раз. Особенно это
заметно на лазерных принтерах (во время запуска они могут потреблять
’ пятикратную мощность), и именно по этой причине их запрещают питать
от UPS. Если в один UPS включены несколько устройств с допустимой
суммарной потребляемой мощностью, то при их одновременном включе-
нии (например, общим выключателем сетевого фильтра) возможна пере-
грузка и просадка выходного напряжения UPS. При этом некоторые им-
пульсные блоки питания могут и не запуститься.
9 Число фаз входного и выходного напряженйя. Источники небольшой
мощности (до единиц кВА), как правило, однофазные. Более мощные ис-
точники могут иметь трехфазный вход, и если их входные цепи нагружа-
ют сеть по схеме треугольника (а не звезды), то тем самым решается проб-
лема симметрирования нагрузки фаз и перегрузки нулевого йровода
(см. ниже). Трехфазный выход источника, предназначенного для питания
компьютеров и прочих однофазных потребителей, можно рассматривать
скорее как недостаток, а не как достоинство.
ж Для любых классов UPS существенно качество инвертора, определяющее
форму выходного напряжения. В идеале она должна быть синусоидальной.
Коэффициент гармоник выходного напряжения у лучших моделей не пре-
вышает 3 %, у простейших моделей (Back UPS фирмы АРС) генерируется
меандр, сглаживаемый фильтром нижних частот.
№ Порог переключения — уровень напряжения, при котором происходит пе-
реключение на резервное питание, влияет на срок эксплуатации батарей,
однако его снижение в UPS OFF-LINE, облегчая режим батарей, ухудшает
стабильность выходного напряжения.
9 Время переключения на резервное питание (обычно 1-10 мс) влияет на
стабильность работы подключенной аппаратуры. Если блок питания аппа-
14.2. Средства улучшения качества электропитания 487
ратуры перегружен (или плохо спроектирован), то просадка напряжения
s во время переключения может привести к сбою или зависанию.
» Время работы от резервного источника, зависящее от емкости, степени за-
ряда батареи и величины нагрузки, должно обеспечивать закрытие прило-
жений на защищаемых компьютерах для предотвращения потери данных.
 Важным параметром иногда может являться и возможность «холодного»
запуска (при заряженных батареях, но отсутствии входного напряжения).
Если блок не имеет такой возможности, то с ним в критический момент,
возможно, придется идти «прикуривать» к действующей питающей сети
(из-за батарей UPS весьма тяжелы).
Ряд моделей ИБП чувствительны к «полярности» подключения питания: у
них есть явное обозначения входных клемм, на которые должны приходить нуль,
фаза и защитное заземление. Если нуль и фаза будут перепутаны (ИБП обнаружит
значительное напряжение между клеммами нуля и земли), блок может отказать-
ся запускаться (иногда сообщая об этом световым или звуковым индикатором).
Переворот питающей вилки снимает проблему. При правильном подключении
на выходном гнезде положение «нуля» и «фазы» соответствует приведенному на
рис. 14.6, б. Для того чтобы можно было правильно подключить ИБП, розетка со
штыревым заземляющим контактом должна быть запитана в соответствии с
рис. 14.6, а.
Аккумуляторные батареи требуют периодической тренировки — циклов заря-
да и разряда. Если UPS йитает устройство от сети, напряжение в которой никог-
да не пропадает, это может привести к потере работоспособности батарей. Наи-
более совершенные модели имеют встроенные средства автоматического запуска
тестовых и профилактических процедур, при которых нагрузка на некоторое
время переключается на питание от батарей. Некоторые UPS выполняют эту
процедуру по команде от модуля программной поддержки, исполняемого на за-
щищаемом компьютере. В этом случае UPS должен соединяться с компьютером
специальным интерфейсным кабелем.
Современные модели UPS имеют в своем составе микроконтроллер, который
в совокупности со специализированным ПО серверов и станций, поставляемым
для конкретных моделей, может предоставлять широкий спектр услуг в зависи-
мости от интерфейса связи UPS с системой.
в Телеметрия. Информация о состоянии питающей сети, батареи и других
\ узлов, температуре внутри UPS, величине нагрузки и т. д. передается в си-
стему сбора, обработки и отображения информации. Система может прог-,
позировать время работы от батарей и соответственно корректировать за-
держку закрытия сервера.
• Телеуправление. Двунаправленный интерфейс с UPS обеспечивает подачу
управляющих команд — отключение, запуск диагностических тестов и т. д.
й Планирование включения и выключения. Администратор может задать гра-
фик работы сервера, указывая время включения и отключения питания
на каждый день недели. Программа при наступлении времени отключе-
ния посылает предупреждение всем клиентам, через некоторое время ини-
циирует закрытие сервера и программирует UPS на отключение питания
488 Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
через определенный интервал времени и повторное включение в заданное
время. После отключения по команде UPS переходит в режим ожидания и
своим внутренним таймером отсчитывает время до включения. В заданное
время UPS включает питание нагрузки, сервер автоматически загружает-
ся, и следующее запланированное отключение произойдет по инициативе
программы, работающей на сервере.
Возможности взаимодействия по сети оператора с UPS определяются его
ПО. Популярный PowerChute («парашют») для Smart UPS фирмы АРС, Onli-
Net Basic для UPS фирмы EXIDE обеспечивают вышеперечисленные функции
для различных ОС, они вполне удовлетворительны для систем с одним UPS.
В системах с более сложным питанием желательно использовать сетевые вари-
анты ПО, обеспечивающие централизованное управление сетями UPS. Для UPS
фирмы EXIDE -- это OnliNet Network, OnliNet NVX и др.
Простейшая программная поддержка UPS должна обеспечивать оповещение
о пропадании сетевого напряжения и выполнять принудительное завершение ра-
боты приложений и операционной системы, когда остается небольшой ресурс
времени автономной работы (от аккумулятора). Сигнал о пропадании сетевого
напряжения от UPS к защищаемому компьютеру должен подаваться обязатель-
но, он инициирует оповещение. Принудительное завершение может выполнять-
ся по дополнительному сигналу ИБП, когда он «чувствует», что батарей хватит
только на определенное время. Возможна настройка ПО и на работу только от
одного сигнала — принудительное завершение инициируется, если сигнал про-
падания напряжения удерживается дольше заданного времени. Штатная служба
UPS в Windows NT/9x позволяет использовать для сигнализации управляющие
сигналы COM-порта: линия CTS — для сигнализации о пропаже питающего на-
пряжения (power fail), DCD — для сигпализаци о малом ресурсе (battery low).
Интерфейс настройки сервиса позволяет выбрать полярность сигналов, а также
использовать только первый сигнал и инициировать завершение по выдержке
времени. Некоторые модели ИБП указанные сигналы в двуполярном представ-
лении, воспринимаемом COM-портом, не генерируют, а имеют интерфейс «су-
хой контакт». Событие отражается замыканием или размыканием этого контак-
та, гальванически не связанного ни с какими цепями. В этом случае можно
воспользоваться переходником, питающимся от выходных линий интерфейса
RS-232C (рис. 14.9).
Рис. 14.9. Преобразование «сухого контакта» в сигналы RS-232C
14.3. Заземление оборудования в локальных сетях 489
Пользуясь дискретными выходными сигналами ИБП и временными парамет-
рами, указанными при конфигурировании (время полного заряда батарей, время
автономной работы), программная поддержка ИБП может с некоторой достовер-
ностью делать предположение о текущем состоянии батарей. В зависимости от
ее расчетов время до принудительного завершения может сокращаться. Однако
более точное представление о состоянии ИБП, а также использование планиро-
вания включения-выключения питания позволяет только полноценная двусто-
ронняя связь ИБП со специальным модулем ПО, функционирующим на защи-
щаемом компьютере. Наиболее распространенный вариант связи — через СОМ-порт.
Многие модели UPS имеют разъем DB9, который обычно и используется интер-
фейсом RS-232. Однако зачастую назначение его контактов сильно отличается
от стандартного. На рис. 14.10 приведены схемы кабелей подключения UPS Fis-
kars и Smart UPS фирмы APC к COM-порту.
Рис. 14Д0. Кабели подключения UPS к СОМ-порту
Некоторую специфику защиты от пропадания питания имеет коммуникаци-
онное оборудование. Для обеспечения бесперебойности работы сети все комму-
никационные устройства, естественно, должны иметь бесперебойное питание.
В этом случае питающий их UPS должен обеспечить резервное питание на вре-
мя до аварийного закрытия сервера для того, чтобы можно было успеть аккурат-
но завершить работу приложений. Весьма полезным свойством внутреннего ПО
UPS (или специального адаптера, подключающего один или несколько UPS с
интерфейсом RS-232 к среде передачи локальной сети) является поддержка про-
токола SNMP. Это обеспечивает централизованное управление UPS, питающих
коммуникационное оборудование.
14.3.	Заземление оборудования
в локальных сетях
В локальных сетях проблемы разводки электропитания и заземления стоят осо-
бенно остро, поскольку здесь, как правило, имеется большое количество устройств
(компьютеров и коммуникационного оборудования), соединенных между собой
интерфейсными кабелями и значительно разнесенных в пространстве (локаль-
ная сеть может охватывать и многоэтажное здание.
490 Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
Каждое сетевое устройство т компьютер, принтер, повторитель, хаб и т. д. —
питается от электросети и обычно имеет сетевой фильтр с конденсаторами, про-
пускающими высокочастотные помехи на его корпус, обычно связанный со
схемной «землей» (см. рис 14.1 на стр. 479). По правилам техники безопасности
корпус должен заземляться или зануляться, и, как было сказано выше, несоблю-
дение этого правила приводит к появлению на корпусе включенного устройства
переменного напряжения около 110 В и разности потенциалов между корпусами
различных устройств. Если два незаземленных устройства соединяются интер-
фейсом, не обеспечивающим гальванической развязки (например, через GOM-
порты по интерфейсу RS-232C), то через общий провод интерфейсного кабеля
потечет уравнивающий ток (переменный с высокочастотными составляющими),
приводящий к помехам. В случае неконтакта в общем проводе разность потен-
циалов между корпусами будет приложена к сигнальным цепям интерфейса, что,
как правило, приводит к выгоранию микросхем адаптеров и даже всего устройства.
При заземленных корпусах устройств, сильно разнесенных территориально,
между их корпусами будет разность потенциалов, обусловленная падением на-
пряжения на заземляющих проводах: Эта разность будет особенно ощути-
мой, если разводка питания и заземления выполнена двухпроводным кабелем
(см. рис. 14.4 на стр. 481). В ряде случаев практикуется прокладка отдельного ка-
беля или шины для цепи заземления. Однако разводка заземлеция отдельным
кабелем не всегда удобна и часто неэффективна с точки зрения защиты от помех,
поскольку при этом могут образовываться замкнутые контуры с широким охва-
тываемым пространством — своеобразные антенны. Так что и с точки зрения
борьбы с помехами разводку питания к устройствам целесообразно выполнять
трехпроводным кабелем, один из проводов которого используется для защитно-
го заземления. При этом древовидная схема заземления получается естествен-
ным образом (рис 14.6 на стр. 483), защитный провод в корневой части этого де-
рева заземляют или зануляют (с гарантией того, что этот нуль не станет фазой).
Все металлические конструкции, используемые для размещения коммуника-
ционного оборудования и электропроводных кабелей, должны быть заземлены.
Сюда относятся телекоммуникационные шкафы и стойки, кабельные лотки и
короба. Шкафы должны иметь электрические связи между всеми элементами
(рама, дверцы, стенки) и заземляться по-возможности ближе к «корню» зазем-
ляющего «дерева». Правила заземления для экранированной кабельной провод-
ки приведены в 3.3.3.
Все адаптеры локальных сетей (Ethernet, ARCnet и пр.), использующих в ка-
честве среды передачи электрический кабель, имеют гальваническую развязку
выходного разъема от схемной земли, обеспечивающую их нечувствительность к
разности потенциалов между схемными землями устройств в пределах гаранти-
рованного напряжения изоляции. Для интерфейсов с внутренними трансивера-
ми (ARCnet, Ethernet тойкий и на витой паре) типовое напряжение изоляции —
100 В, что подразумевает необходимость заземления аппаратуры. При исполь-
зовании внешнего трансивера Ethernet с гарантированным напряжением изоля-
ции 5 кВ острота проблемы снимается, хотя требования заземления остаются в
силе.
Каждый сегмент коаксиального кабеля локальной сети должен заземляться в
одной и только одной точке. Для этого предусмотрены специальные терминато-
14.3. Заземление оборудования в локальных сетях 491
ры с заземляющим проводником (рис 14.11). Типовое требование заземления од-
ного из терминаторов не всегда разумно, поскольку изменение топологии может
приводить к блужданию этого окончания сегмента, а заземление через корпус
компьютера штатным коротким «хвостиком» нарушит заземление сегмента при
необходимости отключения шнура питания компьютера от сети. Разумный вари-
ант — заземление сегмента около главного сервера или другого ответственного и
неподвижного узла сети с'Помощью хомута, надетого на Т-коннектор. Следует
помнить, что Т-коннектор, присоединенный к разъему сетевого адаптера, не дол-
жен соприкасаться с другими разъемами, в противном случае возможны помехи
в сети. Проблема изоляции разъемов не возникает при использовании внешних
трансиверов, подключенных через кабель-спуск.
В случае необходимости связи компьютеров в тяжелых условиях питания
(высоковольтная аппаратура, импульсные помехи, перепады земляного потенци-
ала, например, на электростанциях и подстанциях) идеальное решение — приме-
нение оптоволоконного кабеля.
Рис. 14.11. Заземление коаксиального кабеля локальной сети: а — «штатное», б — «разумное»
Неэкранированная витая пара (UTP) не предусматривает заземления каких-
либо проводов. Пластмассовые разъемы RJ-45^ обеспечивают недоступность то-
коведущих частей (в отличие от BNC-разъемов коаксиального кабеля).
Современные хабы часто выпускаются в малогабаритном пластмассовом ис-
полнении с внешним источником питания, включаемым в обычную двухполюс-
ную розетку, Заземление таких хабов не предусматривается, но при этом подразу-
мевается, что все подключенные к нему узлы заземлены. При незаземленных
устройствах между портами хаба может появиться напряжение порядка 100-180 В
(смотри выше), что вполне может вывести хаб и адаптеры из строя. А если хаб
интеллектуальный, то денежные потери будут ощутимыми. Более солидные
(«профессиональные») хабы имеют нормальный трехполюсный разъем питания
с заземляющим контактом. Такой хаб, будучи заземленным, является барьером
на пути выгорания интерфейсов — высокий потенциал на линиях одного порта
скорее всего выведет из строя только этот порт, а дальше разрушение не распро-
странится.
492
Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
Вышеприведенные рассуждения по поводу напряжения изоляции и заземле-
ния, основаны на обобщении опыта эксплуатации сетей. Аварии (выгорание пор-
тов адаптеров, хабов и более серьезные потери) наблюдаются в сетях, где прави-
ла заземления игнорировались. Соблюдение вышеописанных правил надежно
страхует от неприятностей, связанных с пробоями элементов и попадания персо-
нала под напряжение. Вместе с тем стандарт IEEE 802.3 (1990 г.) описывает для
интерфейсных цепей портов Ethernet такие конфигурации тесты, что, казалось
бы, не должно возникать подобных проблем. Наличие этих проблем можно объ-
яснить несоблюдением стандарта (в части изоляции) производителями конкрет-
ных сетевых устройств.
Стандарт 802.3 для портов lOBaseT определяет полную гальваническую раз-
вязку выходных цепей от схемной земли через изолирующий импульсный
трансформатор. Изоляция должна выдерживать хотя бы один из трех тестов: 1)
1500 В переменного тока (действуещее значение), 50-60 Гц в течение минуты;
2) 2250 В постоянного тока — 1 минута; 3) последовательность 10 импульсов че-
редующейся полярности амплитудой 2400 В формы 1,2/50 мкс. Во время теста
не должно быть пробоя изоляции, а после теста сопротивление изоляции должно
быть не менее 2 МОм при 500 В постоянного тока.
Для коаксиального кабеля 10Base2 сопротивление изоляции между экраном
или жилой кабеля и землей на частоте 50-60 Гц должно быть не менее 250 кОм.
Между экраном и землей на частотах 3-30 МГц — не более 15 Ом. Изоляция
должна выдерживать напряжение 500 В переменного тока в течение минуты.
Схема соединения выходного коаксиального разъема со схемной (!) землей
устройства приведена на рис. 14.12.
Конденсатор шунтирует высокочастотные наводки, для выполнения приве-
денных требований его емкость должна быть в пределах 3-10 нФ. Если компью-
тер не заземлен, то на корпусе коаксиального разъема, изолированном от корпу-
са компьютера (пластмассовая вставка всегда видна), будет напряжение 110 В с
частотой питающей сети и током короткого замыкания на землю до 0,5 мА (безо-
пасно, но ощутимо). На высоких Частотах (если в питающую сеть пролезают по-
мехи от импульсных блоков питания) ток может быть гораздо больше. Если этот
ток будет протекать по экрану коаксиального кабеля, то он будет давать помехи
и может искажать данные. Варистор (ограничитель напряжения) предназначен
для защиты интерфейсной карты от перенапряжений (как правило, импульс-
ных — грозовых или коммутационных). При повышении потенциала корпуса
разъема выше 500 В варистор открывается и пропускает через себя значитель-
14.4. Планирование питающей сети 493
ный ток. Если варистор соединен с металлическим корпусом заземленного
устройства (защитным заземлением), то его трк уходит в «землю», не причиняя
никому вреда. Если он соединен со схемной землей, а также в случае незаземлен-
ного устройства последствия перенапряжения могут быть самыми разнообраз-
ными (но неприятными).
14.4.	Планирование питающей сети
Планируя питание локальных сетей, следует определить стратегию защиты от
неполадок питающей сети. Здесь возможны различные варианты:
Ж Создание защищенной сети питания для всего компьютерного и коммуни-
кационного оборудования здания. Для этого на входе устанавливается
один (или несколько) мощных ИБП, мощности которого достаточно для
питания всего оборудования (в текущей конфигурации и с учетов перс-
пектив развития сети). Этот ИБП отрабатывает все входные возмущения
и пропадание питания. При этом для бытовых нужд (чайники, обогревате-
ли) прокладывается отдельная питающая сеть. Капитальные единовремен-
ные затраты при таком варианте весьма высоки, но в ряде случаев целесо-
образны.
Я Индивидуальная защита Критичных элементов сети локальными ИБП.
При этом капитальные затраты могут быть растянуты по времени, новые
ИБП могут приобретаться по мере необходимости. Если индивидуально
будут защищены все устройства, то суммарные затраты могут оказаться
выше, чем при централизованном варианте.
В особо ответственных случаях применяют и двухступенчатые схемы: от об-
щего ИБП питается локальный ИБП, нагруженный особо критичными потреби-
телями (серверами и коммуникационным оборудованием). В любом случае об-
щую сеть крайне желательно защитить но входу высокочастотным фильтром и
варисторными ограничителями перенапряжений. Экономия на этих средствах
может дорого обойтись в случае аварии на входе типа перекоса фаз или пропада-
ния нуля: не все блоки питания длительно выдержат высокое входное напряже-
ния. Известны случаи пожаров именйо по этой причине.
При разводке электропитания для компьютерного оборудования есть нюанс,
обусловленный ярко выраженной динамической нелинейностью входной цепи
бестрансформаторных блоков питания. Традиционные электросети рассчитаны
на более или менее линейную нагрузку, у которой в спектре тока основная мощ-
ность приходится на 1-ю гармонику. В трехфазной сети с равномерно распреде-
ленной по фазам линейной нагрузкой в идеале через нейтральный провод ток
практически не течет, поскольку токи от нагрузок всех трех фаз компенсируют
друг друга. Учитывая это свойство, в четырехпроводных кабелях бывает исполь-
зуют нейтральный провод существенно меньшего сечения, чем сечение фазных
проводников. При нелинейной симметричной нагрузке фаз при большом уров-
не 3-й гармоники тока (что характерно для бестрансформаторных блоков пита-
ния) взаимной компенсации токов не происходит, и действующее значение тока
494 Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
в нулевом проводе оказывается даже больше, чем в каждом из фазных. Таким
образом, при подключении большого числа компьютеров к традиционной 4-про-
водной трехфазной проводке происходит перегрузка нулевого провода. Эта пе-
регрузка приводит к последствиям разной степени тяжести — от «набегания» по-
мехи переменного тока на нулевом проводе до перегорания нулевого провода,
который никогда не защищают от перегрузки — все автоматы защиты ставятся
только в фазных проводах. Во избежание перегрузки нулевого провода и в слу-
чае питания от трехфазной сети силовую разводку к розеткам от распредели-
тельного щита следует опять-таки вести трехпроводным кабелем. Перегрузки ну-
левого провода подводящего силового кабеля можно избежать, установив в
распределительном щите развязывающий трехфазный трансформатор 380/220 В.
К этому трансформатору входное напряжение подводится по схеме «треугольни-
ка», а выходные обмотки соединяют по схеме «звезда».
Все устройства, электрически соединяемые между собой, желательно пи-
тать от одной фазы сети, хотя с точки зрения энергетиков это требование час-
то трудно выполнимо. Устройства, связанные между собой локальными Интер-
фейсами без гальванической развязки, должны подключаться к одной линии
питающей сети. Реальный пример, подтверждающий этот тезис, встечался в
личной практике. На объекте имеется две питающих сети: одна, «чистая», от
общего ИБП для всего здания предназначена для питания компьютерного обо-
рудования. Другая, «грязная», выходит из той же точки, от которой питается
ИБП. Когда (по недосмотру) принтер подключили к «грязной» розетке, а
компьютер, к которому он подключен через LPT-порт, был Подключен к «чис-
той», начались сбои печати: пропадали, а иногда искажались отдельные симво-
14.4. Планирование питающей сети 495
лы — по сбою на несколько страниц вывода. Переключение принтера в штатную
(«чистую») розетку нормализовало ситуацию. Заметим, что и «чистые», и «гряз-
ные» розетки имели заземляющий контакт, соединенный с одной и той же точ-
кой на щите.
Устройства в коммуникационных центрах, как правило, не требуют присутст-
вия человека. Аппаратура включена постоянно, и большинство коммуникацион-
ных устройств даже не имеет выключателей питания. При этом могут возникать
неожиданные проблемы с питанием, если нет достаточного запаса мощности пи-
тающей сети, ограниченной автоматом питания или ИБП. Проблема порождает-
ся большим пусковым током блоков питания, особенно импульсных. Пусковой
ток может в несколько раз превышать ток в установившемся режиме. При после-
довательном включении устройств все проходит гладко, а при одновременном
пусковой ток может «выбивать» автоматы (предохранители) или защиту ИБП.
Такая ситуация может возникнуть, например, когда пропадает питание, а затем
снова восстанавливается. Попытки повторного включения тоже выбивают защи-
ту, и начинается поиск «неисправного» оборудования. Проблема снимается по-
следовательным включением питания устройств, но готовых средств для автома-
тизации- этого процесса встретить не доводилось.
Коммуникационные устройства ответственного применения снабжают собст-
венными системами резервирования питания. Так, например, многие модульные
шасси позволяют установит пару блоков питания, которые могут быть запитаны
и от разных питающих линий. Кроме того, используют специальные модули ре-
зервного питания RPS (Redundant Power System), обеспечивающие напряжени-
ем постоянного тока защищаемые устройства. В нормальном состоянии устрой-
ство работает от своего блока питания, а при его аварии берет питание от RPS.
Один RPS может обслуживать несколько коммуникационных устройств (в пре-
делах ресурса мощности). От обычной защиты с помощью ИБП эта схема резер-
вирования отличается тем, что подстраховывает и блок питания коммуникаци-
онного устройства.
Иногда для резервирования питания применяют и устройства автоматиче-
ского включения резерва (АВР). Эти устройства имеют два входа питания (две
отдельные линии сети переменного тока) и коммутируют свой выход на один из
входов. Естественно, входные линии должны быть независимыми. Существуют
системы АВР с собственными автономными электростанциями, запускаемыми в
случае необходимости. АВР можно использовать и при питании однофазного
ИБП от трехфазной сети: АВР обеспечит переключение при пропадании одной
(и даже двух) фаз, а ИБП скроет процесс переключения от потребителя.
При.планировании защиты с помощью ИБП следует уделить внимание сис-
теме автоматического оповещения узлов сети о проблемах с питанием. ИБП,
подключенный по управляющему интерфейсу к компьютеру локально, о непо-
ладках питания сообщает только этому компьютеру. Если к тому же ИБП под-
ключаются и другие компьютеры, их оповещением должен заниматься локально
подключенный компьютер. Для правильного поведения систем в случае слож-
ных конфигураций необходимо сетевое ПО управления электропитанием. Для
сетевых применений удобны ИБП с сетевым интерфейсом, общающиеся с систе-
мой управления сетью по SNMP.
496 Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
14.5.	Совместная прокладка
питающих и телекоммуникационных
кабелей
Телекоммуникационные кабели должны прокладываться с учетом возможных
наводок от близко расположенного электрооборудования и питающих кабелей.
Для надежной работы сети с малым количеством ошибок, вызванных помехами,
необходимо соблюдать минимальные дистанции между телекоммуникационны-
ми кабелями и питающими кабелями, а также «шумным» электрооборудовани-
ем. Особо интересен вопрос о возможности совместной прокладки питающих и
телекоммуникационных кабелей в горизонтальной системе, поскольку с целью
удешевления проводки и улучшения дизайна эти кабели хочется прокладывать в
общих коробах, по крайней мере внутри комнат рабочей области. Основные
стандарты на СКС не дают прямых указаний на минимальные расстояния между
питающими и телекоммуникационными кабелями. В стандарте TIA/EIA-569, на
который ссылается 568-А по всем строительным вопросам, приводится табдица
минимальных дистанций (табл. 14.1). Однако пользоваться ее данными желания
не возникает, поскольку чувствуется явная перестраховка, из-за которой исполь-
зование общих коробов в большинстве случаев не представляется возможным.
Кроме того, настораживает то, что в таблице не фигурируют длины совместной
прокладки кабелей.
Таблица 14.1. Минимальные дистанции между коммуникационными кабелями и электрооборудо-
ванием с напряжением < 480 В (TIA/EIA-569)
Условия	Мощность		
	< 2 кВА	2-5 кВА	> 5 кВА
Неэкранированные питающие кабели или элек- трооборудование при открытой прокладке теле- коммуникаций (не в металлических кабелепро- водах)	5" (12,7 см)	12" (30,5 см)	24" (61 см)
Неэкраиированные питающие кабели при прокладке в заземленных металлических кабелепроводах	2,5" (6,4 см)	6" (15,2 см)	12" (30,5 см)
Питающие кабели в заземленных кабелепрово- дах (или экранирующей броне) при прокладке телекоммуникаций в заземленных металличе- ских кабелепроводах	0	2,5" (6,4 см)	6" (15,2 см)
Трансформаторы и электромоторы	40” (1,02 м)		
Флюоресцентные лампы	12" (30,5 см)		
Ряд фирм-производителей оборудования и инсталляторов СКС имеют собст-
венные нормы, отвечающие их гарантийным обязательствам. Однако применять
эти нормы к компонентам других производителей следует с осторожностью, по-
скольку свойства компонентов (кабелей) могут заметно различаться. Ниже приво-
дятся рекомендации, которые используются в «классической» СКС SYSTIMAX
14.5. Совместная прокладка питающих и телекоммуникационных кабелей 497
фирмы Lucent Technology ^редакция 18, сентябрь!998 г.) для кабелей категории
5. Отметим, что эта фирма славится высоким качеством своих кабелей высоких
категорий и проблемы'ЭМС она решает не экранированием, а высокой степенью
сбалансированности витых пар.
В СКС SYSTIMAX питающие и коммуникационные кабели при длине не бо-
лее 90 м могут прокладываться рядом (вплотную друг к другу) при следующих
условиях:
ж Питающий кабель с напряжением до 240 В при токе до 20 А для однофаз-
ного потребителя имеет три провода (фаза, нейтраль и защитное заземле-
ние) в общей оболочке. Если используются отдельные провода, они (все
три) должны быть зажгутованы.
» Питающий кабель используется для типового офисного оборудования
, (компьютеры и их периферия, но не сварочные аппараты).
ж Главный ввод питания имеет фильтр и защиту от перенапряжений (с ва-
ристорами).
Дополнительные рекомендации:
Ж В коробках абонентских розеток расстояние Между питающими и комму-
никационными кабелями должно быть не менее 6 мм.
Ж Если для питания применяются отдельные незажгутованные провода, рас-
стояние должно быть не менее 50 мм.
К Расстояние от флюоресцентных ламп и их питающих кабелей должно
быть не менее 127 мм.
ж При использовании секционированных коробов питающие и коммуника-
ционные кабели должны укладываться в разных секциях (питающие луч-
ше внизу).
& Использование локальных фильтров (с защитой от перенапряжений) на
рабочих местах дополнительно ограничивает распространение электриче-
ских помех.
В табл. 14.2 приводятся требования к минимальным расстояниям S (между
оболочками) питающих и коммуникационных кабелей. Здесь L — длина гори-
зонтального кабеля (а не совместной трассы!), N — количество однофазных пи-
тающих кабелей. Трехфазный кабель должен рассматриваться как три однофаз-
ных с тем же током.
Если требования данной таблицы оказываются невыполнимыми, кабели
можно укладывать рядом, если коммуникационные й/или питающие кабели
прокладываются в металлических кабелепроводах (трубах). Эти кабелепрово-
ды должны закрывать кабель со всех сторон и быть непрерывными, их части
должны иметь надежный взаимный электрический контакт и заземление.
Толщина стенок для стальных — не менее 1 мм, для алюминиевых — не менее
2 мм.
Если питающие кабели имеют броню, окружающую их со всех сторон, к тому
же заземленную, дистанции из табл. 14.2 могут быть уменьшены вдвое.
498 Глава 14. Электропитание, заземление и электромагнитная совместимость
Таблица 14.2. Минимальная дистанция от кабелей категории б
до кабелей питания (Lucent Technology)
Сечение, мм2	Ток, А	N, штук	L, М	3, м
1	16 (20)	1	90	0
1	16 (20)	2	30	0
1	16 (20)	3	20	0
1	16	6	90	0,02
1	16	И	50	0,02
1	16	15 '	90	0,05
1	16	17	80	0,05
1	16	21	90	0,07
2,5	32	1	30	,	0
2,5	32	2	90	0,02
2,5	32	4	50	0,02
2,5	32	5	90	0,05
2,5	32	9	50	0,05
2,5	32	6 .	90	0,07
2,5	32	(	12	50	0,0?
2,5	32	9	90	.0,1
2,5	32	17	50	0,1
2,5	32	14	90	0,15
2,5	32	25	50	0,15
2,5.	32	18	90	0,2
2,5	32	24	70	0,2
2,5	32	28	90	0,3
6	63	1	70	0,02
' 6	63	2	35	0,02
6	63	1	90	0,05
6	63	3	50	0,05
6	63	2	90	0,07
6	1	63	4,	50	0,07	,
6	63	3	90	0,1 
6	63	5	50	0,1
6	63	4	90	0,15
6	63	8	50	0,15
6	63	6	90	0,2
6	63	И	50	0,2
6	63	9	90	0,3
6	63	16	50	0,3
6	63	12	90	0,4
6	63	22	50	0,4
14.5. Совместная прокладка питающих и телекоммуникационных кабелей 499
Сечение, мм2' •	Ток, А"'’	N, штук	L, M	S, м
6	63	15	90	0,5
6	63	27	50	0,5
6	63	24	90	0,8
6	63	27	80	0,8
16	ДОО	1	60	0,07
	100	2	30	0,07
16	100	1	80	0,1
16	100	3	40	0,1
16	100	1	90	0,15
16	100	3	50	0,15
16	100	2	90	0,2 ,
16	100	. 4	50	0,2
16	100	3	90	0,3
16	100	6	50	0,3
16	100	4	90	0,4
16	100	8	50	0,4
16	100	5	90	0,5
16	. 	100 .	10	50	0,5
16	100	9- '	90	0,8
16	100	JL		50	0,8
В оригинальной таблице приведено большее количество вариантов сочетаний LnN, однако для
краткости для каждого сочетания номинального токаи допустимой дистанции оставлены только
крайние значения. Промежуточные сочетания LhN можно получить исходя из того, чтобы их
произведение примерно укладывалось в эти рамки.
Приложение
Активное сетевое
оборудование
и сетевые
анализаторы
Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы (тестеры) выпускается
многими фирмами. Здесь представлена часть ассортимента оборудования только
трех из группы ведущих фирм, широко представленных на российском рынке.
Отсутствие информации по изделиям Cabletron (http://www.cabletron.com), Cisco
(http://www.cisco.com), D-Link (http://www.dlink.com), Intel (http://zoww.mtel.
com), Hewlett-Packard (http://www.hp.com), SMC (http://www.smc.com), Xylan
(http://www.xylan.com), Microtest и других не упомянутых вызвано только огра-
ничением на объем книги и никоим образом не означает негативного отношения
к их продукции.
А.1. Активное сетевое оборудование
фирмы ЗСот
Фирма ЗСот выпускает полный спектр оборудования, включая сетевые карты,
модемы, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы. Коммуникационное обо-
A. 1. Активное сетевое оборудование фирмы ЗСот	501
рудование разделяется на несколько серий, различающихся сферами примене-
ния. Серия OfficeConnect предназначена для сетей небольших офисов, Super-
Stack II — для сетей широкого диапазона размеров. Коммутаторы CoreBuilder
предназначены для построения магистральной сети, серия PathBuilder — для по-
строения корпоративных сетей. Здесь приводятся сведения по самым распро-
страненным устройствам — повторителям и коммутаторам серий OfficeConnect
и SuperStack II, а также сетевым картам Ethernet. Более подробную информа-
цию можно найти на сайте фирмы (http://www.3com.com) и ее российского пред-
ставительства (http://www.3com.ru).
А.1.1. Серия OfficeConnect
Серия OfficeConnect, отличающаяся небольшим числом портов но богатыми
функциональными возможностями, предназначена для Небольших сетей. Уст-
ройства этой серии имеют настольное исполнение, питаются от сети переменно-
го тока через внешний адаптер-выпрямитель (входит в комплект). До четырех
устройств можно собрать в стопку (только механически!), для этого в комплект
входят специальные клипсы, обеспечивающие зазор между корпусами (для ох-
лаждений). Основные порты хабов имеют модульные гнезда (RJ-45). Дополни-
тельные порты с разъемами BNC обеспечивают возможность объединения до 30
хабов на одном сегменте 10Base2. Хабы Fast Ethernet относятся к классу 2. Все
коммутаторы поддерживают полный дуплекс.
На лицевой панели имеются индикаторы состояния портов, коллизий, уров-
ня загрузки устройства и т. п. Порты, на которых обнаруживаются постоянные
ошибки, автоматически изолируются.
Управляемые устройства (ЗС16710 и 3C16731) имеют разъем DB9 для под-
ключения консоли. Управление Подразумевает SNMP, RMON, Telnet, интегра-
цию в Transciend, Web-управление (только для 3C16731). Основные параметры
хабов и коммутаторов приведены в табл. А.1. В эту же серию входят сетевые мо-
демы, маршрутизаторы (см. А. 1.3), принт-серверы и др.
Таблица А.1. Хабы и коммутаторы серии ЗСот OfficeConnect
Номер по каталогу	Название	Порты 10 Мбит/с	Порты 100 Мбит/с1	Высота, глубина, мм (ширина 220 мм)	Мощность', Вт
Хабы Ethernet					
ЗС16704	OfficeConnect Hub ТР4	4		35,8 135,4	И
ЗС16703	OfficeConnect Hub TP4 Combo	4+1AUI/ BNC	-	35,8 135,4	И
ЗС16700	OfficeConnect Hub 8/TPO	8	-	35,8 135,4	И
ЗС16701	OfficeConnect Hub 8/TPC	8+1BNC 1	-	35,8 135,4	И
Продолжение #
502 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
Продолжение ’Ъ
Номер по каталогу	Название	Порты' 10 Мбит/с	Порты 100 Мбит/с1	Высота, глубина, мм (ширина 220 мм)	Мощность, Вт
ЗС16702	OfficeConnect Hub ТР16С	16+1 BNC	-	54,6 185,4	И
ЗС16710	OfficeConnect Hub 8/TPM	8+1 BNC	-	54,6 185,4	18
Хабы Fast Ethernet	х					
3C16723	OfficeConnect Hub TP400	-	4	35,8 135,4	18
ЗС16722	OfficeConnect Hub TP800	-	8	35,8 135,4	18
ЗС16721	OfficeConnect Hub TP 1200	-	12	54,6 185,4	18
ЗС16750	OfficeConnect Dual Speed Hub 8	+	8AS	54,6 185,4	33
ЗС16751	OfficeConnect Dual Speed Hub 16	+	16AS	54,6 185,4	53
Коммутаторы					
ЗС16732	OfficeConnect Switch 280	8	2AS	54,6 185,4	30
ЗС 16733	OfficeConnect Switch 400	+	4AS	54,6 185,4	20
3C16731	OfficeConnect Switch 140M	A	1	54,6 185,4	18
1 AS — автоматическое определение скорости 10/100 Мбит/с.
А. 1.2. Серия SuperStack II
Устройства серии SuperStack II предназначены для сетей, число узлов которых
начинается с десятков. Все устройства выполнены в 19-дюймовом формате.
Основные порты выведены на лицевую панель. На задней стенке имеют слоты
для подключения дополнительных интерфейсных модулей и разъемы для под-
ключения резервного питания (ARPS).
Вопреки названию, не все устройства этой серии допускают объединение в
стек. В серию входит и группа SuperStack II Baseline Hubs and Switches — неуправ-
ляемое оборудование в формате 19", не объединяемое в стек. В табл. А.2 приведе-
ны параметры повторителей и неуправляемых коммутаторов, в табл. А.З — пара-
метры управляемых коммутаторов серии. В табл. А.4 приведены параметры
дополнительных интерфейсных модулей для оборудования ЗСот. Для серии Su-
perStack II выпускаются источники резервного (RPS — Redundant Power Sup-
ply) и бесперебойного (UPS) питания в том же формате.
Таблица А.2. Хабы и неуправляемые коммутаторы серии ЗСот SuperStack
Номер	Название	Порты		Дополнительные интерфейсные мо- дули	Высота, U глубина, мм	Мощ- ность	Стек	Резервное питание
		10	1001					
SuperStack II Baseline — неуправляемые нестековые хабы и комутаторы								
ЗС1644О	SuperStack II Baseline Hub	12	-	301206-0,3,4,5,6,7	1 и, 224	34	-	ARPS
ЗС16441	SuperStack II Baseline Hub	24	-	301206-0,3,4,5,6,7	1 и, 224	44	-	ARPS
ЗС16592	SuperStack II Baseline Dual Speed Hub	-	12 AS	МП port для трансивера Fast Ethernet	1,5 U, 270	84	-	ARPS
3C16593	SuperStack II Baseline Dual Speed Hub	-	24 AS	МП port для трансивера Fast Ethernet	,	1,5 U, 270	130	-	ARPS
ЗС16460	SuperStack II Baseline Switch	’	12	2 AS	-	1 и, 224	48	-	ARPS
ЗС16464	SuperStack II Baseline 10/100 Switch		12 AS	-	1,5 U, 270	200	-	ARPS Type2
ЗС16465	SuperStack 11 Baseline 10/100 Switch	-	24 AS	-	1,5 U, 270	200	-	ARPS Type2
SuperStack II Hub 10 — управляемые (и		эи наличии модуля управления в одном из хабов стека) стековые хабы 10 Мбит/с						
ЗС16670А	SuperStack II 12-Port TP hub	12	-	AUI или (301206-0,3,4,5,6,7, ЗС16060)	1 и, 230 .	28	8	-
ЗС16671А	SuperStack II 24-Port TP hub	24		AUI + (301206-0,3,4,5,6,7, 3016060)	1 и, 230	36	8	
ЗС16665А	SuperStack H 6-Port Fiber ST hub	6 ST	-	AUI + (301206-0,3,4,5,6,7, 3C16060)	1 и, 23-	35	8	
ЗС16672А	SuperStack II 24-Port Telco hub	24	-	AUI + (301206-0,3,4,5,6,7, 3C16060)	1 и, 230	36	8	
SuperStack II PS Hub — управляемые стековые сегментируемые хабы 10 Мбит/с	-								
Номер	Название	Порты		Дополнительные интерфейсные мо- дули	Высота, U глубина, мм	Мощ- ность	Стек	Резервное питание
		10	1001					
ЗС16405	SuperStack II PS Hub 40 12-Port TP	12	-	2x(3C1206-0,3,4,5,6,7, ЗС16060)	1 и, 168 -	26	10	ARPS
ЗС16406	SuperStack II PS Hub 40 24-Port TP -	24	-	2х(ЗС1206-0,3,4,5,6,7, ЗС16060)	1 и, 168	29	10	ARPS
ЗС16450	SuperStack II PS Hub 50 24-Port TP	24	+	ЗС 1206-0,3,4,5,6,7, ЗС16060, - ЗС16680, ЗС16681	1 и, 168	35	10	ARPS
SuperStack II Hub 100 — стековые хабы 100 Мбит/с, управляемые при наличии в стеке устройства ЗС215А								
ЗС250С- ТХ12	SuperStack II Hub 100 100BASE-TX Hub 12-Port	-	12	ЗС252-ТХ, 3C262-FX	1 и, 305	40	8	5
ЗС250С- ТХ24	SuperStackrTI Hub 100 100BASE-TX Hub 24-Port	-	24	ЗС252-ТХ, 3C262-FX	1 и, 305	40	8	
ЗС250-Т4	SuperStack II Hub 100 100BASE-T4 Hub	-	12 T4	ЗС252-ТХ, 3C262-FX	1 и, .305	40	8	
ЗС215А	SuperStack II Hub 100 Management Unit	-	-	-	1 и, 305	40		
SuperStack II Dual Speed Hub 500 — стековые двухскоростные хабы, управляемые при установке модуля ЗС16685								
ЗС16610	SuperStack II Dual Speed Hub 500 12-port TP	-	12 AS	2x(3C1206-0,3,4,5,6,7, 3C16683, ЗС16684, ЗС16685)	1 и,. 310	38	8	ARPS
ЗС16611	SuperStack II Dual Speed Hub 500 24-port TP		24 AS	2x(3C1206-0,3,4,5,6,7, 3C16683, ЗС16684, ЗС16685)	1 и, 310	49	8	ARPS
Таблица А.З. Управляемые коммутаторы ЗСот
Номер	Название	10	100	1000	Дополнительные интерфейсы	Коммутация: кол. адресов, свойства	Высота, U глубина, мм	Мощ- ность	Стек	Резервное питание
ЗС16915	SuperStack II Switch 1000	12	1 AS	-	3C16920, 3C16922, - 3C16925, 3C16930	500 VLAN	2 U (70), 300	30	-	ARPS
ЗС 16951	SuperStack II Switch 1100	12	2 AS	+	Слот для 10 Мбит/с (ЗС 1206-3,4,5,6,7). Высокоскоростной слот (ЗС16960, ЗС16970, ЗС16971, ЗС 16975). ATM ОС-12,	, ATM ОС-3' ’ 1 . ЗС16965	6000 VLAN	2 U (70), 300	135	4	ARPS
ЗС16950	SuperStack II 'Switch. 1100	24	2 AS	+	Слот для 10 Мбит/с (30206-3,4,5,6,7). Высокоскоростной слот(ЗС16960,	„ ЗС16&70, 301’6971, ЗС 16975). - 1 ATM ОС-12, ATM бС-3 ЗС1.6Ц5.	6000 VLAN	2 U (70), 300	135	4	ARPS
ЗС220000 А	SuperStack II Switch 2200	16	-	-	FDDI DAS/SAS	8192	1,5 U (64), 368	48,5	-	ARPS-
3C327O0A	SuperStack IL Switch 2700	12	-	— ’	Встроенный порт. ATM ОС-Зс ММ/ SM, DS-.3	8192	1 и, 275	30	-	ARPS
ЗС16917	SuperStack II Switch 3000	(12)	12 AS	-	ЗС 16920, ЗС16922, ЗС16925, 3C1693O	500 VLAN	2 U (70), 300*	55,2	-	ARPS
Номер	Название	10	100	1000	Дополнительные интерфейсы	Коммутация: кол. адресов, свойства	Высота, U глубина, мм	Мощ- ность	Стек	Резервное питание
ЗС16940А	SuperStack II Switch 3000 FX		5 FX 1 TX		Высокоскоростной СЛОТ (ЗС16960, ЗС16970, ЗС16971, ЗС16975). ATM ОС-12, ATM ОС-3 СЛОТ для 10 Мбит/с (ЗС1206-3,4,5,6,7)	4080	2 U (70), 300	55,2		ARPS
ЗС16981	SuperStack II Switch 330®	(12)	12 AS	+	Высокоскоростной слот (ЗС 16960, ЗС16970, ЗС16971, ЗС16975). ATM ОС-12, ATM ОС-3 ЗС16965	12000 VLAN	2 U (70), 300	200	4	ARPS-2
ЗС16980	SuperStack II Switch 3300	(24)	24 AS		Высокоскоростной слот (ЗС16960, ЗС16970, ЗС16971, ЗС 16975). ATM ОС-12, ATM ОС-3 ЗС16965	12000 VLAN	2 U (70), 300	200	4	ARPS-2
ЗС1691О	SuperStack II Switch 3800	(24)	24 AS	+	ЗС16911	12000 L3 VLAN	2 U (88), 445	118	-	
3C39024	SuperStack II Switch 3900	(24)	24 AS i	1SX	2х(ЗС39001, 3C39002)	16000 VLAN	1,5 U (66), 300	175	4 (через порт 1000 Мбит/с	ARPS-2
Номер	Название	10	100	1000	Дополнительные интерфейсы	Коммутация: кол. адресов, свойства	Высота, U глубина, MM	МОЩ- НОСТЬ '	Стек	Резервное питание
3C39036	Super Stack II Switch 3900	(30)	36 AS	1SX	2x(3C39001, 3C39002)	16000 VLAN	1,5 U (66), 300	175 *	4 (через порт 1000, Мбит/с	ARPS-2 Z \ (
3C93012	SuperStack II Switch 9300 ,	(1)	-	12 SX	-	1 j	’ 16000 VLAN	1,5 U (66), 300	175	—	ARPS-2
3C93011	SuperStack II Switch 9300	(1)	-	10 SX+ 2XX	*	<	r	16000 VLAN .	1,5 U (66), 300 z	175	-	ARPS-2 '
ЗС 16990	SuperStack П Switch 9Q00	-	-	8SX	-	12000 L3 VLAN ‘	2 U (88), 445.	118	-	*
3C510-SX	SuperStack II Hub 1000 SX		1	8SX	3CGBIC 4 (1000BASE-CX). 3CGBIC 1 (1000BASE-SX) или 3CGBIC 2 (1000BASE-LX)		1 U (44), 305	65		ARPS-2
1 AS — автоматическое определение скорости 10/100 Мбит/с..
508 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
Таблица А.4. Дополнительные интерфейсные модули ЗСот
Номер	Название	Разъем	Кабель
ЗС1206-0	AUI Module	AUI (розетка)	Трансивер (через кабель-спуск)
ЗС 1206-3	UTP Module	RJ-45 (lOBaseT)	2 нары категории 3,4,5
ЗС1206-4	Fan-Out Module	AUI (вилка)	Кабель-спуск (Drop)
ЗС1206-5	10BASE-FL Module	ST	Волокно 62,5/125 мкм
ЗС1206-6	Coaxial Module	BNC (10BASE2)	RG-58
ЗС1206-7	10BASE-FB Module	ST	Волокно 62,5/125 мкм
ЗС16060	LinkBuilder Bridge MicroModule	AUI (розетка)	Трансивер (через кабель-спуск)
ЗС16680	100BASE-TX Module	RJ-45	2 пары кат. 5
ЗС16681	100BASE-FX Module	SC	Волокно 62,5/125 мкм
3C16683	100BASE-TX Distance Extender	RJ-45	2 пары кат. 5
ЗС16684	100BASE-FX Distance Extender	SC	Волокно 62,5/125 мкм
ЗС252-ТХ	SuperStack II Hub 100 100BASE-TX Transceiver Module	RJ-45	2 пары категории 5
3C262-FX	SuperStack II Hub 100 100BASE-FX Transceiver Module	SC	Волокно 62,5/125 мкм
ЗС16960	Switch Matrix Module		Специальный (30 см)
ЗС16965	Switch Matrix Cable		
ЗС 16970	Switch 100BASE-FX Module	SC	Волокно 62,5/125 мкм
ЗС16971	Switch 100BASE-FX Dual ' Module	SC	Волокно 62,5/125 мкм
ЗС16975	Switch 1000BASE-SX Module	SC-дуплекс	
ЗС16911	1000 BASE-SX Interface Connector		
3C39001	1000BASE-SX Module		
3C39002	1000BASE-LX Module		
ЗС16920	100BASE-FX Fiber Module	SC	ВОЛОКНО	,j, 62,5/125 мкм
ЗС16922	100BASE-TX Copper Module	RJ-45	2 пары категории 5 ...
ЗС16925	Gigabit Ethernet SX Module		:>
3C16930	ATM OC-3c Multimode Module		

А.1. Активное сетевое оборудование фирмы ЗСот 509
Повторители SuperStack II
Хабы Baseline Hub представляют начальный уровень (только 10 Мбит/с). Сзади
может устанавливаться один из модулей расширения для подключения к любой
среде передачи на 10 Мбит/с.
Двухскоростные хабы Baseline Dual Speed Hub позволяют любой порт лице-
вой панели использовать на скорости 10 или 100 Мбит/с (10/100 Autosence).
Внутренняя организация — два сегмента, один для портов, настроившихся на ре-
жим 10 Мбит/с, другой — на 100 Мбит/с. Между собой сегменты соединяются
встроенным мостом. Память моста — до 4000 МАС-адресов. Сегмент 100 Мбит/с
относится к Fast Ethernet класса 2, что позволяет соединять в цепочку два хаба.
Сзади имеется МП port для подключения трансивера Fast Ethernet.
Коммутаторы Baseline Switch имеют порты лицевой панели lOBaseT и два
Uplink-порта 10BaseT/100BaseTX сзади. Полный дуплекс устанавливается авто-
матически. Память коммутатора — до 750 МАС-адресов.
Двухскоростные коммутаторы Baseline 10/100 Switch имеют порты лицевой
панели lOBaseT/lOOBaseTX. Полный дуплекс устанавливается автоматически.
Память коммутатора — до 4000 МАС-адресов.
О перегрузке (если полный дуплекс используется несколькими портами
100 Мбит/с) коммутатор сообщает по протоколу 802.3х Flow Control.
Стековые хабы SuperStack II Hub 10 позволяют объединять до 8 хабов в стек,
для соединения используется кабель Expansion Cable ЗС625. На задней панели
имеется порт AUI и слот для модуля дополнительного Трансивера или моста
ЗС 16060. Мост LinkBuilder Bridge MicroModule имеет внешний .порт AUI и обес-
печивает фильтрацию и буферизацию пакетов между стеком и внешним портом.
Мост самообучаемый, имеет память на 256 МАС-адресов.
Управляемость обеспечивает дополнительный модуль SuperStack II Hub 10
Management Module (3C16630A), при этом возможность управлейия и наблюде-
ния (RMON, SNMP, Transciend, Sequrity), обеспечиваемая установкой в одйн из
хабов управляющего модуля, распространяется на весь стек. Средства защиты
(как часть управления) позволяют фиксировать разрешенные МАС-адреса для
каждого порта и отключать неавторизованные устройства. Обеспечивается сбор-
ка статистической информации о трафике и ошибках. Программирование дейст-
вий по событиям (action-on-events) позволяет создавать самоуправляемые сети.
Поддержка RMON для всех 9 групп. Расширенными возможностями обладает
модуль управления Advanced RMON Module3C 16632. .
Сегментируемые хабы (Port Switch) SuperStack II PS Hub Family имеют внут-
ри себя четыре сегмента Ethernet 10 Мбит/с, и каждый из портов может быть
программно подключен к одному из них (или отключен). Хабы могут объединять-
ся в стек (до 10 устройств), при этом четыре1 сегмента распространяются на весь
стек, а сегменты конкретного хаба могут быть автономными или соединяться с
сегментами стека. Таким образом, в стеке может быть до 260 портов, распреде-
ленных в 1-40 сегментах. Хабы SuperStack II PS Hub 50 имеют в своем составе и
коммутатор, соединяющий его внутренние сегменты. Благодаря наличию комму-
татора в эти хабы могут устанавливаться и интерфейсные модули на 100 Мбит/с.
Хабы PS имеют встроенный модуль управления.
Хабы собираются в стек с помощью специальных кабелей PS Hub Cascade
Cable (ЗС16420 длиной 30 см, ЗС16421 — 1 м, ЗС16422 — 3 м). Для обеспечения
510 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
«горячей» замены хабов без разрыва стека используется дополнительный пере-
ходник PS Hub Hot-Swap Cascade Unit (ЗС 16430).
Стековые хабы SuperStack II Hub 100 Stackable Fast Ethernet Hub реализуют
любую среду передачи для Fast Ethernet: lOOBaseTX (2 пары категории 5),
100BaseT4 (4 пары категорий 3, 4, 5) и lOOBaseFX (2 волокна 62,5/125 мкм, кон-
некторы SC). Хабы ТХ относятся к классу 2, хабы Т4 — к класу 1. Хабы могут
объединяться в стек до 8 штук в любых сочетаниях с помощью кабелей SuperS-
tack II Hub 100 Expansion Cable 3C219. Два стека ТХ могут объединяться через
обычные порты. Для управляемости портов в стек включают модуль управления
(отдельное устройство), при этом в стеке может быть до 7 хабов. Модуль обеспе-
чивает защиту от подключения неавторизованных устройств, SNMP, RMON.
ДвухскоросТйые стековые хабы SuperStack II Dual Speed Hub 500 имеют ав-
томатически настраиваемые порты lOBaseT/lOOBaseTX. Внутренняя организа-
ция — два сегмента (для 10 Мбит/с и 100 Мбит/с), соединенных встроенным мо-
стом. Память моста — до 4000 МАС-адресов, пропускная способность (передача
между сегментами) до 14 800 пакетов/с, скорость фильтрации до 163 680 паке-
тов/с. Сегмент 100 Мбит/с является повторителем Fast Ethernet класса 2 (для
Отдельного хаба, но не для стека). Сзади имеется два слота, в которые могут
устанавливаться дополнительные трансиверы, расширители топологии (Distan-
ce Extender) и модуль управления. Хабы собираются в стек с помощью кабеля
ЗС 16695, для «горячего» подключения имеется переходник Hot-Swap Unit
ЗС16690. Возможно включение в стек хабов SuperStack II Hub 10 (через кабель-
конвертор ЗС1686) и SuperStack II PS Hub 40, 50 (через кабель-конвертор
ЗС16692). При подключении к хабам PS Hub 40 или 50 будет использован их
сегмент-1. Управляемость стека обеспечивается установкой модуля Super Stack
II Dual Speed Hub 500 Management Module 3C16685 в один из слотов расшире-
ния. Модуль обеспечивает SNMP, расширенный RMON, Telnet, Web-управле-
ние, Smart auto-sensing 10/100 Mbps (установка скорости с учетом качества ли-
нии связи).
Расширители Distance Extender позволяют обойти топологические ограниче-
ния на соединение хабов Fast Ethernet и допускают соединение в цепочку теоре-
тически неограниченного числа хабов с удалением друг от друга до 100 м по мед-
ному кабелю (3C16683) или до 2 км по волокну (ЗС16684). Расширители по
су*ги являются мостами.
Коммутаторы SuperStack II
Коммутатор SuperStack II Switch 320 известен и под названием SuperStack II Ba-i
seline Switch (см. выше) — неуправляемый, производительность 470 000 pps.
Коммутаторы SuperStack II Switch 1100 и SuperStack II Switch 3300 обеспечи-
вают скорости 10/100/1000 Мбит/с с возможностью установки модулей ATM
ОС-3 или ОС-12. Производительность 1,2 млн. pps. Коммутаторы имеют Matrix
port для объединения в стек с помощью специального кабеля. Два коммутатора
объединяются кабелем, соединяющим их Matrix-порты, для объединения 3 или4
коммутаторов в высокоскоростной слот одного из них должен быть установлен
Matrix Module (4 разъема Martrix Port), порты Matrix всех коммутаторов (вклю-4
чая и несущий этот модуль) соединяются кабелями с этим модулем. Получен-!
ный стек выглядит большим коммутатором (до 110 портов), который можёт
A. 1. Активное сетевое оборудование фирмы ЗСот 511
управляться как единое целое (общий IP-адрес, что проще в управлении) или
раздельно (каждый коммутатор имеет свой IP-адрес, что более отказоустойчи-
во). Коммутаторы могут объединяться в любых сочетаниях. Конфигурирование
через Web-броузер.
Поддерживается резервирование линий (Spanning Tree или Resilient Link),
объединение портов в магистрали (Port Trunking). Все порты могут работать в
полном дуплексе.
Коммутаторы имеют возможность работы на 3-м уровне OSI, поддерживают
Fast IP, IGMP snooping, приоритизацию трафика по IEEE 802. Ip, VLAN стан-
дартные (IEEE 802. IQ) и VLT.
В высокоскоростной слот кроме матричного коммутатора могут устанавли-
ваться модули 100BASE-FX (одиночный или двойной), 1000BASE-SX, ATM
ОС-12 или ATM ОС-3.
Коммутаторы третьего уровня SuperStack II Switch 3800 обеспечивают скоро-
сти 10/100/1000 Мбит/с. Они выполняют коммутацию (2-й уровень) и 1Р-мар-
щрутизацию (3-й уровень) более 5 млн. pps с производительностью 3,4 Гбит/с.
Память на 12 000 МАС-адресов. Поддерживают RIP/ RIPv2.
Организация VLAN: по портам, маркированные (802.1р/. 1Q), по протоколам
(IP, IPX, NetBIOS, DECnet).
Поддержка Class of Service (PACE technology, 802.Ip). Spanning Tree по ВЛС.
Коммутаторы Qigabit Ethernet третьего уровня SuperStack, II Switch 9000
имеют аналогичные функциональные свойства при производительности комму-
тации и 1Р-маршрутизации 11,9 млн. pps и 8 Гбит/с.
Коммутаторы SuperStack II Switch 3900 обеспечивают скорости 10/100/
1000 Мбит/с при производительности 9,8 млн. pps и пропускной способности
6,6 Гбит/с. Могут иметь до трех портов 1000 Мбит/с. Допускается объединение
портов (и 100, и 1000 Мбит/с). Возможно объединение до четырех коммутато-
ров по портам 1000 Мбит/с, при этом свободные порты 1000 Мбит/с могут объе-
диняться в магистрали (до 6 магистралей, до 4-х портов в магистрали).
Обеспечивают фильтрацию Multicast с отслеживанием IGMP, регулирование
ограничителей broadcasts и multicasts для каждого порта, ВЛС 802.1Q, включая
поддержку GVRP для автоматического распространения конфигурации VLAN,
1ЕЁЕ 802.Ip QoS и две приоритетные очереди, конфигурирование через Web.
Коммутаторы Gigabit Ethernet SuperStack II Switch 9300 обеспечивают произ-
водительнбсть 17,85 млн. pps и пропускную способность 12 Гбит/с. По функцио-
нальным возможностям аналогичен 3900, допускает объединение магистраль
до 6 портов, организацию до 4 магистралей. Для управлений имеет порт fOfeaseT,
не связанный с коммутатором, и консольный порт (DB-9).	* •
Хаб Gigabit Ethernet SuperStack II Hub 1000 SX является гибридом хаба и
коммутатора — сигнал со входа любого порта транслируется на выходы всех
детальных, при этом поддерживается полный дуплекс. Имеется буфер входных
пакетов и поддерживается контроль потока 802.3х. Сзади может устанавливать-
60 дополнительный интерфейсный модуль, обеспечивающий любой из интер-
фейсов lOOOBase SX, LX или СХ.
Коммутатор Ethernet — ATM SuperStack IISwitch 2700 предназначен для под-
ключения рабочих групп к локальной сети ATM (SONET/SDH, 155 Мбит/с)
щит глобальной (DS-3, 45 Мбит/с). Производительность 90 000 pps. Для управ-
лщгия имеет консольный порт DB-9.
512 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
Коммутаторы Ethernet/Fast Ethernet — ATM SuperStack II Switch 1000
и 3000 поддерживают LANE 1.0, ВЛС (до 16 VLAN, Определенных на любых
коммутаторах ЗСот 100 Мбит/с). Пропускная способность 307 605 pps и
153 802 pps соответственно. Для управления на модуле ATM имеется консоль-
ный порт DB-9.
Коммутатор Ethernet — FDDI SuperStack II Switch 2200 имеет мост IEEE
802.Id, управляемые фильтры, IP-фрагментацию для оптимизации передачи па-
кетов Ethernet по FDDI. Подключение к FDDI — DAS или SAS.
i
Повторители, трансиверы и интерфейсные модули
Для связи сегментов Ethernet 10 Мбит/с с различной средой передачи пред-
назначена серия устройств LinkBuilder, дополненная трансиверами ISOLAN
(табл. А.4 на стр. 508):
1 Повторители LinkBuilder Repeater имеют два фиксированных порта и один
слот для трансиверного модуля ЗС 1206-0, 3, 4, 5, 6 (см. табл. А.4). Питание
от сети 85-264 В, 50-60 Гц,
S Трансиверы ISOLAN представляют собой переходники от AUI к какой-ли-
бо среде передачи (толстый/тонкий коаксиал, витая пара, оптоволокно).
Питаются от AUI-порта.
№ Повторитель-разветвитель ISOLAN Fan Out позволяет объединить до 7
пользователей через AUI-порты (вилки), с помощью внешнего трансивера
им может быть обеспечен выход на любую среду передачи. При каскадиро-
вании число пользователей можно увеличить до 49.
Ж Кабельный конвертор (пассивный) позволяет использовать STP IBM Туре
1 (включая коннектор) для lOBaseT.
Таблица А.5. Повторители и трансиверы Ethernet 10 Мбит/с
Номер	Название	Интерфейсы
ЗС16200	LinkBuilder AU1/AU1 Repeater	AUI, 2 порта
ЗС16505	LinkBuilder AUI/Fiber Repeater (ST)	AUI + ST
ЗС16210	LinkBuilder AUI/BNC Repeater	AUI + BNC
ЗС1681-0	ISOLAN TP Transceiver	AUI - RJ-45 (lOBaseT)
ЗС1680-5	ISOLAN Fiber Optic Micro Transceiver	AUI - ST (lOBaseFL)
ЗС1114-0	ISOLAN Coaxial Transceiver (without taps) 1	AUI, требуется дополнительное сред- ство подключения к кабелю (-1, -2, -3)
ЗС1114-1	ISOLAN Coaxial Transceiver (with cable- piercing AMP tap)	«Вампир» (для 10Base5)
ЗС1114-2	ISOLAN Coaxial Transceiver (with N-series tap)	N-типа (для 10Base5)
3C1114-3	ISOLAN Coaxial Transceiver (with BNC tap)	BNC (для 10Base2)
3C1131-0	ISOLAN Fan Out	AUl-розетка — 7 AUI-вилок
ЗС1682-0	ISOLAN 1BM/10BASE-T Converter	IBM Data Connector (для кабеля STP Type 1) - RJ-45 (lOBaseT)
АД. Активное сетевое оборудование фирмы ЗСот	513
А.1.3. Устройства удаленного доступа
Из устройств удаленного доступа рассмотрим лишь те, которые предназначены
для связи локальных сетей друг с другом или внешним миром. Одиночные моде-
мы рассматривать не будем.
OfficeConnect 56К LAN Modem предназначен для подключения небольшой (до
25) группы пользователей к сети Интернет по коммутируемой аналоговой ли-
нии. Имеет один порт для подключения к коммутируемой телефонной линии (и
порт для подключения внешнего телефонного аппарата или факса) и 4 порта
lOBaseT. В нем содержатся модем V.90, IP-маршрутизатор, 4-портовый повтори-
тель Ethernet, а также встроенные DHCP- и DNS-серверы. Поддержка протоко-
ла РРТР (Point to Point Tunneling Protocol) позволяет использовать модем и
для построения виртуальных частных сетей (VPN).
' OfficeConnect ISDN LAN Modem отличается от предыдущего подключением к
ISDN (BRI). Два аналоговых порта позволяют подключить к нему обычные те-
лефонные аппараты и пользоваться линией ISDN одновременно и для передачи
данных^ и для переговоров.
OfficeConnect NETBuilder является комбинацией мультипротокольного марш-
рутизатора и брандмауэра. Он имеет локальный интерфейсный порт Ethernet
(BNC и RJ-45) и набор портов глобальной сети (1 или 2 в зависимости от моде-
ли): порт WAN (DTE/DCE, RS-232, V.35 или X.21) co скоростями вплоть до ка-
налов Е1/Т1, порт WAN со встроенным интерфейсом CSU/DSU на 56/64 кбит/с,
порт ISDN BRI. Интерфейсы WAN позволяют использовать Frame Relay, Х.25,
PPP (коммутируемые или выделенные линии), SMDS.
Маршрутизаторы SuperStack II NETBuilder SI (Secure Internet/Intranet) имеют
два независимых локальных порта Ethernet 10/100 Мбит/с и более обширный (в
зависимости от модели) набор интерфейсов WAN. Эти маршрутизаторы нацеле-
ны на создание защищенных локальных и глобальных сетей (имеют мощный
встроенный брандмауэр) и организацию виртуальных частных сетей (VPN).
SuperStack II Remote Access System (RAS) 1500 является универсальной систе-
мой удаленного доступа, в состав которой тоже входят мультипротокольный
маршрутизатор и брандмауэр. Основной бдок имеет порт WAN (DTE/DCE RS-
232, V.35 или X.21) co скоростями вплоть до каналов Е1/Т1, порт Ethernet
10 Мбит/с и консольный порт (RS-232C). В него могут устанавливаться до двух
универсальных двухпортовых модулей, каждый из портов может работать как
цифровой (ISDN BRI) или как аналоговый модем вплоть до V.90. К основному
блоку по интерфейсу FireWire можно подключить до двух блоков расширения,
каждый из которых может иметь 1 или 2 двухпортовых модуля. Таким образом,
максимальное число портов ISDN/модем может достигать 12. Порты могут пре-
доставлять как входящий (dial in), так и исходящий (dial out) сервисы.
А.1.4. Сетевые адаптеры
Сетевые адаптеры выпускаются для разных сфер применения: рабочих станций
(настольных и блокнотных ПК) и серверов. Карты для настольных рабочих
станций имеют гнезда для Boot ROM, для блокнотных ПК и серверов они не
нужны. В серверах могут с успехом применяться и карты класса рабочих стан-
514	Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
ций — карты серверного класса предназначены для особо «важных» серверов.
Основные данные современных карт приведены в табл. А.6.
Для рабочих станций на 10 Мбит/с с различной средой передачи предназна-
чалась серия EtherLink III — первое поколение карт, в которых применялась кон-
вейеризация обмена с памятью. Сетевые адаптеры выпускаются с различным
набором интерфейсных разъемов, что отражается последним элементом обозна-
чения:
й ТРО - только RJ-45 (lOBaseT);
9 ТРС - RJz45 (lOBaseT) и BNC; ‘
« TP - RJ-45 (10BASE-T), AUI;
9 Combo - RJ-45 (10BASE-T), AUI, BNC;
ж Coax -AUI, BNC;
s FL - ST (10BASE-FL).	:
Например, карта 3C509B-TPO Имеет только разъем RJ-45. Карты ЗС509 без
буквы В имеЮт малый объем буферной памяти, производительность обмена при
их использовании заметно ниже, чем при использовании ЗС509В. Для интер-
фейсов 10Base-T и 10Base-FL возможен полный дуплекс. Карты имеют гнездо
для Boot ROM (8, 16, 32 К), поддерживающих все 3 протокола удаленной загруз-
ки. Конфигурирование с помощью DOS-утилиты, возможна опция РпР.
Серия Fast EtherLink (Fast EtherLink XL для шины PCI) — современное поко-
ление карт для рабочих станций на 10/100 Мбит/с (автоопределение скорости,
полу- и полный дуплекс) — имеет следующие черты:
1	•	J
я Производительность. Конвейеризация обмена с буферной памятью (Paral-
lel Tasking), повышающая производительность обмена данными. В картах
XL оптимизирован обмен по PCI — снижена загрузка процессора и повы-
шена производительность (Parallel Tasking II). Для шин PCI и EISA обмен
с буферной памятью происходит в режиме 32-битного прямого управле-
ния шиной (bus mastering). Поддерживатся управление потоком (Flow
Control) по 802.3х. Для протокола IP выполняется подсчет контроль-
ных сумм (TCP/IP Checksum) — эта функция будет воспринята в
Windows 2000.
Ж Менеджмент. Пробуждение по сети (Reinote Wake Up) — дополнитель-
ный 3-проводный интерфейс для подключения к системной плате (не у
всех моделей). Поддержка DMI 2.0, возможна установка ПЗУ с управляю-
щим агентом Managed PC Boot Agent (MBA). Управление питанием
ACPI.
Ж Программная поддерзкка динамического доступа (Dynamic Access Software):
□	Приоритизация трафика по 802.1р.
□	Агенты распределенного монитора — dRMON (Distributed RMON
SmartAgent), обеспечивают все группы RMON для коммутируемых се-
тей на высокой скорости.
□	Фильтрация группового, трафика (802.1р).
□	Поддержка Fast IP, 802.1 p/Q NHRP.
A. 1. Активное сетевое оборудование фирмы ЗСот	515
Для блокнотных ПК выпускаются карты с 32-разрядной (Card Bus) и 16-раз-
рядной шиной PC Card. Для подключения к стандартной розетке к ним требуют-
ся специальные переходные кабели с RJ-45 на одном конце и миниатюрным
разъемом — на другом. Новые модели выпускаются с разъемом XJACK, в кото-
рый Вставляется обычная вилка RJ-45.
Серверные карты Fast EtherLink Server NIC кроме вышеперечисленных свойств
имеют поддержку резервных линий, множества VLAN. Их драйверы обеспечива-
ют функции самовосстановления и реинициализации (Self-Healing Drivers). Gi-
gabit EtherLink Server NIC может ^работать на шине PCI с разрядностью 32 или
64 бит. Эти карты имеют объем буферной памяти 256 Кбайт.
В конце таблицы А.6 приведены карты для технологий FDDI и Token Ring.
Карта ЗС595 позволяет серверу соединяться с коммутатором Token Ring по ком-
мутируемой сети Ethernet 10/100 Мбит/с, для этого в коммутаторе SuperStack II
Switch 2000 TR (Token Ring) должен быть установлен модуль Token Ring-in-
Fast Ethernet.
Таблица А.6. Сетевые адаптеры Ethernet, FDDI и Token Ring
Модель	Шина	Семейство	Интерфейсы (варианты)	Примечания
ЗСЭООВ	PCI	EtherLinklll	ТРО, Combo, FL	
3C509B	ISA	EtherLinklll	ТРО, TP, TPC, Combo	
3C529	MCA '	EtherLinklll	Coinbo.Coax	
3C592	EISA	EtherLinklll	TPO, Combo	
3C515-TX	ISA	Fast EtherLink	10/100BASE-TX	? *
3C597-TX	EISA	Fast EtherLink	10/100BASE-TX	
3C905B-TX	PCI	Fast EtherLink XL	10/100BASE-TX	Remote Wake Up
3C905B-TX-NM	PCI	Fast EtherLink XL .	10/100BASE-TX	Без Remote Wake Up
3C905-T4	PCI	Fast EtherLink XL	10/100BASE-T4	
3C905B-FX(SC)	PCI	Fast EtherLink XL	100BASE-FX	Remote Wake Up
3CXFE575BT	CardBus PC Card 32 бит	3Com Megahertz (Fast EtherLink XL)	10/100BASE-TX ’(XJACK)	
3CCFE575BT (3C575-TX)	CardBus PC Card 32 бит	3Com Megahertz (Fast EtherLink XL)	1O/10OBASE-TX (кабельный разъем)	
3CCFE574BT (3C574-TX)	PC Card 16 бит	3Com Megahertz (Fast EtherLink XL) -	10/100BASE-TX . . , (кабельный разъем)	
3C980-TX	PCI	Fast EtherLink Server NIC	10/100BASE-TX	Resilient Server Link, Multiple VLAN
3C985-SX	PCI 32/64 бит		IDOOBaseSX ST дуплекс .	
Продолжение
516 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
Продолжение ’Ъ-
Модель	Шина	Семейство	Интерфейсы (варианты)	Примечания
ЗС771А	EISA	FDDILink (SAS)	FDDI MIC, 62,5/125 мкм	
ЗС775А	EISA	FDDILink (SAS)	TPDDI UTP (RJ-45)	
3C803	PCI	FDDILink (SAS)	TPDDI UTP (RJ-45)	
ЗС804	PCI	FDDILink (SAS)	FDDI MIC, 62,5/125 мкм	
ЗС805	PCI	FDDILink (DAS)	FDDI MIC, 62,5/125 мкм	
3C359	PCI	TokenLink Velocity XL	RJ-45, DB-9, UTP/ STP, 4/16 Мбит/с	
3C319	ISA	TokenLink Velocity	RJ-45, DB-9, UTP/STP, 4/16 Мбит/с	
3C389	PC Card	TokenLink Velocity	Спец, кабель UTP/ STP, 4/16 Мбит/с	
3C395	PCI	Token Ring-in-Fast Ethernet	10/100BASE-TX	
А. 2. Оборудование фирмы Nortel
Networks
Оборудование фирмы Nortel Networks больше известно под именем фирмы Вау
Networks, недавно ставшей подразделением Nortel. Коммуникационное оборудо-
вание выпускается в 19-дюймовоМ формате. Из большого ассортимента продук-
ции фирмы здесь приводятся данные по повторителям и коммутаторам Ethernet.
Многие модели устройств имеют в названии модели слово BayStack, но далеко
не все они являются стековыми. Более подробную информацию можно Получить
на Web-сайте фирмы (http://wwwbaynetworks.com).
Хабы Ethernet серии 50 — недорогие на 4, 8, 16 портов для малых рабочих
групп.
Хабы Ethernet серии 100 — модульные управляемые с дополнительными ин-
терфейсами (включая оптику), стек до 10 устройств (260 портов).
Хабы Ethernet серии 150 — управляемые и неуправляемые на 12 и 24 портов
RJ-45, стек до 8 устройств (192 порта). Стек собирается обычным кабелем UTP
суммарной длиной до 100 м. Загрузка конфигурации и ПО по BootP и TFTP.
Новые версии ПО позволяют при желании использовать стек лишь для распро-
странения управляемости, не соединяя повторители в единый сегмент.
Хабы Fast Ethernet серии 200 — управляемые и неуправляемые стековые,
203 с 100Base-FX.
Хабы Ethernet серии System 2000 — стековые управляемые на 16 портов RJ-
45 с разъемами AUI (модели 28x3) или ST для 10Base-FL (модели 28x4).
А.2. Оборудование фирмы Nortel Networks	51-7
№ Стек собирается кабелем модели «988 Expansion Cable» (прилагается к
* s каждому 2803 и 2804), «одному 281х^можно подключить до 4 хабов 280х.
К Управление. 280х — только управление портами через консоль или через
281х в стеке. 281х — консоль, SNMP, Optivity. Модели имеют различные
модули управления:	г
□	281х-05 Standard IP/IPX Management Agent — удаленное управление
портами и индикация их состояния, транспорт по IP или IPX.
□	281х-04 Advanced IP/IPX Management Agent — к возможностям моде-
лей -05 добавлена возможность Динамического изучения топологии
сети, сбор информации об активности и отказах, блокировка неавтори-
зованных пользователей, определения порогов активности и ошибок,
резервирование линий, полное управление через консоль (по телефон-
ной линии).	(
□	281xSA Analyzer Management Agent — к возможностям моделей -04 до-
бавлен зонд с возможностями RMON SNMP.
Хабы Ethernet серии Distributed 5000 — управляемые модульные сегменти-
рующие хабы, допускающие объединение в стек до 8 устройств. Каждый порт
может подключаться к одному из 6-ти внутренних сегментов, из которых 3 сег-
мента локальных, 3 — распространяются на весь стек. Порты автоматически от-
ключаются при ошибке (длинная коллизия), полярность витой пары приемника
автоматически корректируется. Поддерживается резервирование -критических
компонентов стека' включая питание и управление, «горячая» замена модулей.
Стек собирается цепочкой, на каждом хабе имеется пара разъемов каскадиро-
вания.
в Управление — консоль, SNMP, Optivity.	1	"
Ж Управляющий модуль может устанавливаться в специальный слот 3-мо-
дульных устройств. Имеется 3 модификации управляющих модулей:
□	Advanced Network Management Module — удаленное управление портами
и индикация их состояния, возможность динамического изучения то-
пологии сети, SNMP, RMON, загрузка ПО по BootP или TFTP, защита
(BaySecure LAN Access, Allowed Nodes Plus).
,	□ Advanced Analyzer Network Management Л/oifefe отличается от вышеопи-
санного наличием модуля сбора статистики' (DCM), расширяющим
возможность мониторинга стека.
□	Data Collection Module (DCM) — модуль сбора статистики, в стеке их
может быть до 3 штук.
Хабы Ethernet 10/100 серии 250 — BayStAck 250, 251, 252, 253 имеют порты
10/100 Мбит/с с автоматическим определением скорости. Внутренняя организа-
ция — 2 бёгмента, на 10 и 100 Мбит/с. 'У хабов 250 и 253 имеется внутренний
двухпортовый коммутатор (мост), у 251 и 252 моста нет
М Управление (только для 250 и 253) консоль, SNMP, Web, Optivity.
® Мониторинг — RMON (4 группы).
518 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
ж Дополнительные модули — в слот MDA (253) может устанавливаться мо-
дуль 100BASE-FX, который может работать и в полном дуплексе. К порту
МП (251 и 252) может подключаться дополнительный трансивер.
в Стек — кабелями АТ2218002 можно объединить до 5 устройств, при этом
2 сегмента распространяются на весь стек. Неуправляемые устройства 251
и 252, не имеющие коммутатора, являются дешевыми расширителями
HUB/NMM 250 и 253.
Коммутаторы Ethernet серии 300 — Bay Stack 301, 303, 304 имеют порты
10 Мбит/с и слот MDA (кроме 301). Полного дуплекса нет (есть только для MDA).
я Резервирование/объединение линий — Spanning Tree. •
S Управление — консоль, SNMP, Telnet, Web, Optivity.
ж Интеллект коммутатора — для 301 Deep Packet Filtering — фильтация по
полям бит (255 бит кадра Ethernet).
Я VLAN — по портам (до 24 для 301, до 8 для 303 и 304).
ж Защита — по МАС-адресам.
Й Загрузка ПО — BootP (для 303 и 304).
« Мониторинг - RMON (4 группы), Port Mirroring.
к Дополнительные модули — в слот MDA (303 и 304) могут устанавливаться
модули 100BASE-FX, 10BASE.-T/100BASE-TX, которые могут работать и
в полном дуплексе.
Коммутаторы Ethernet серии 28000 — модульные Bay Stack 28200 позволяют
устанавливать порты 10 и 100 Мбит/с с возможностью дуплекса, на витой паре
или оптике, а также подключаться к FDDI (двойное подключение). Шасси без
портов, имеет 4 слота для интерфейсных модулей (см. табл. А.8 на стр. 527).
Я Производительность — 400 Мбит/с.
 Управление — консоль, Optivity.
Я Мониторинг — RMON, Port Mirroring..
№ Интерфейсные модули — 8xlOBASE-T, 4xlOBASE-FL, 2xl00BASE-TX,
2xl00BASE-FX, FDDI.
Я Стек — собирается через модули расширения AQ2012006, их разъемы DB-
50 соединяются кабелем 1 м непосредственно (производительность 2х2х
хЮ0=400 Мбит/с) или через трансиверы по оптике или витой паре
(2x100=200 Мбит/с).
Коммутаторы BayStack 28115/ADVимеют 16 конфигурируемых портов ЮВа-
se-T/100Base-TX. По возможностям аналогичны 28200. Через 2 разъема расши-
рения (DB-50) могут объединяться в стек, возможно и сочетание с 28200
Коммутаторы Ethernet 10/100 серии 350 — BayStack 350 имеют порты 10/
100 Мбит/с с автоматическим определением скорости 10/100 и режима дуп-
лекс/полудуплекс, в модели со слотами MDA возможна установка модулей
Gigabit Ethernet или ATM.
А.2. Оборудование фирмы Nortel Networks	519
*	Рвзер&ирование/объединение линий — Spanning Tree, объединение до 4 пор-
тов (Port Trunking).	1
Ж Производительность — 3 млн. pps (общая), 2,5 Гбит/с, 9 мкс (1Ь0 Мбит/с,
минимальный пакет).
ж Управление', консоль, Telnet, Web, Optivity.
К Интеллект коммутатора — поддержка IGMP, приоритизация трафика по
IEEE 802.1р,
	VLAN — до 64 rto портам или правилам (Policy), распределенные VLAN по
коммутаторам (до 4096 транзитных VLAN, IEEE 802.1Q), защита от широ-
ковещательного и многоадресного шторма.
и Защита — аутентификация доступа BaySecure (при дополнительном МО).
Ж Загрузка ПО — BootP, TFTP.
Ж Мониторинг — RMON, Port Mirroring.
» Дополнительные модули — в слот MDA (есть не у всех моделей) Могут уста-
навливаться модули 2xl00BASE-FX, 4xl0BASE-T/100BASE-TX, 1000BASE-SX,
1000BASE-LX (см. табл. А.8 на стр. 527), в перспективах ATM. Есть моду-
ли Gigabit Ethernet с резервированием физических линий. 1000BASE-LX
на SMF 10 мкм обеспечивает дальность связи до 5 км.
Коммутатор BayStack 350Т имеет 16 портов 10/100, слотов MDA нет.
Коммутатор BayStack 350F имеет 12 портов 10/100 и 2 порта 100BASE-FX с
коннекторами SC для ММ-волокна 50/125 и 62,5/125 мкм (в полном дуплексе
связь на 2 км). Слотов MDA нет.
Стековые коммутаторы Ethernet 10/100 серий 450 и 410 — BayStack 450 име-
ют порты 10/100 Мбит/с с автоматическим определением скорости 10/100 и ре-
жима дуплекс/полудуплекс, в слоты MDA возможна установка модулей Gigabit
Ethernet или ATM. BayStack 410 имеет порты lOBaseTX, допускает те же модули
MDA и может работать в стеке с 450. По основным свойствам аналогичны моде-
лям 350.
•	Стек — до 8 устройств (максимум 224 порта). Для этого в специальный
слот сзади устанавливается модуль каскадирования AL2033010 (см. табл.
А.8) со скоростью 2,5 Гбит/с с двумя разъемами, коммутаторы специаль-
ным кабелем (коротким) соединяются в цепь. Для повышения надежности
цепь может замыкаться в кольцо, тогда выход из строя одного коммутато-
ра нё разрушит весь стек.
Маршрутизирующие коммутаторы Ethernet 10/100/1000 серии Accelar
1000 — коммутаторы для построения магистральной сети. В составе интерфей-
сов Gigabit Ethernet имеются порты с резервированием физических линий
(LinkSafe), совместимы с аналогичными портами коммутаторов 350 и 450.
Модуль Accelar Long-Distance Gigabit позволяет увеличить дальность связи
1000BaseLX до 50 км (против обычных 5 км). Серия представлена тремя
конструктивными классами.
Модульные коммутаторы представляю)" собой шасси с пассивной кроссши-
ной, в которое должны быть установлены как минимум один блок питания от
520 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
сети переменного тока и один модуль процессора-коммутатора (возможно, и их
резервирование, есть блок питания и от 48 В постоянного тока). В 8-слото-
вое шасси для «горячего» резервирования может устанавливаться второй мо-
дуль коммутатора. Свободные слоты используются для интерфейсных модулей
(см. табл. А.8 на стр. 527). Все сменйые модули (включая коммутатор и питание,
если они резервированы) допускают «горячую» замену.
Accelar 1200 — модульное шасси на 8 слотов, 7,0 Гбит/с, 7,0 млн. кадров/с.
Accelar 1250 — модульное шасси на 4 слота, 3,5 Гбит/с, 5,0 млн. кадров/с.
Коммутаторы со сменными интерфейсными модулями имеют базовый блок с
коммутатором, источником питания и набором портов, который может быть рас-
ширен сменными интерфейсными модулями. Все сменные модули допускают
«горячую» замену. Есть модификации базового блока с резервированным пита-
нием.
Accelar 1100 — коммутатор с 16 портами 10/100 Autosence и 2 слотами MDA,
4,5 Гбит/с, 6,5 млн. кадров/с.
Accelar 1150 — коммутатор с 16 портами 10/100 Autosence и 4 слотами MDA,
7,0 Гбит/с, 7,0 млн. кадров/с.
Коммутаторы с фиксированной конфигурацией не имеют слотов для интер-
фейсных модулей.
Accelar 1050 — коммутатор с 12 портами 10/100 Autosence, 1 порт 1000BASE-
SX, 2,2 Гбит/с, 3,3 млн. кадров/с.
Accelar 1051 — отличается от 1050 применением резервирования линий
1000BASE-SX (LinkSafe).
Общие свойства Accelar 1000:
я Резервирование/объединение линий — Spanning Tree, объединение до 4 пор-
тов (Port Trunking).
я Управление — консоль, Telnet, Web, управляющее графическое приложе-
ние для всех платформ.
	Интеллект коммутатора — многоадресные передачи с приоритизацией,
многоуровневая приоритизация трафика с множеством очередей (по
1 Мбайту памяти на каждый порт) IEEE 802.1р, анализ информации 4-го
уровня для определения приоритета приложений.
	VLAN — до 127 по портам или правилам (протоколы 2-3-го уровня, 1Р-под-
сети), распределенные VLAN по коммутаторам (IEEE 802.1Q). Виртуаль-
ные сети на основе IP-адресов могут иметь сложные конфигурации. Осо-
бенности: возможно разрешить Multinetting, при этом допускается сочета-
ние нескольких IP-подсетей на одном интерфейсе; Supernetting — слияние
в одну подсеть нескольких IP-подсетей, независимо от правил на границы
подсетей соответствующих классов. Эти рещения в сочетании с «внеклассо-
вым» подходом к маршрутизации CIDR (Classless Inter-Domain Routing)
позволяют создавать подсети с произвольным набором адресов, что эф-
фективно для обхода границ подсетей класса «С».
Таблица А.7 Хабы и коммутаторы Ba etworks
Номер	Название	10	100	1000	Дополнитель ные интерфейсы	Коммутация количетсво адре сов, свойства	Высота, U глубина, мм	Мощность	с ек	-Резе ое п ие
2803	2803 Ethernet Hub	16	-		AUI		1 и (40) 182	14 Вт	5	
2804	2804 Ethernet Hub	16		-	10BASE-FL (встроен)		1 и (40) 182	14 Вт		
2813.04	2813 Option 04 Managed Ethernet Hub	16	-	-	AUI		15 U (64) 182	40 Вт	5	
2813-05	2813. Option 05 Managed Ethernet Hub	16 >		—	AUI		1,5 U <84) 182	40 Вт	5	
2813SA	2813SA Managed Ethernet Hub	16			AUI		15 U (64) 182	40 Вт	5	
2814-04	2814 Option 04 Managed Ethernet Hnb	16			10BASE-FL (встроен)		15U (64) 182	40 Вт	5	г
2814-05	2814 Option 05 Managed Ethernet Hub	16			10BASE-FL (встроен)		15U (64) 182	40 Вт	5	
2814SA	2814SA Managed Ethernet Hub	16	-		10BASE-FL (встроен)		15 U (64) 182	40 Вт	5	-
Номер	Название	10	100	1000	Дополнитель ные интерфейсы	Коммутация количетсво адре- сов, свойства	Высота, 1) глубина, мм	Мощность	Стек	Резервное ига
5DN003	Distributed 5000 3-slot hub	До 36			3 слота для модулей 5DN308P, AQ1004004, 5DN304P, AQ1004002, 5DN378P-F, AQ1004003, AQ1004001, 5DN307P, AQ1004005		25 U (101) 431	360 ВА 160 В	8	
5DN002	Distributed 5000 2-slot hub	До 24			2 слота для модулей 5DN308P, AQ1004004, 5DN304P, AQ1004002, 5DN378P-F, AQ1004003, AQ1004001, 5PN307P, AQ1004005		15 U (65) 431	140 ВА 80 Вт	8	
АТ2201х05	BayStack 250	(12)	12 AS	—			1 и 217	250 ВА 30 Вт	5	
АТ2201х06	BayStack 251	(12)	12 AS	-	МП		1 и 217	250 ВА 35 Вт	5	
АТ2201х07	BayStack 252	(24)	24 AS	-	МП		1 и 217	250 ВА 35 Вт	5	
Номер	Название	10	100	1000	Дополнитель- ные интерфейсы	Коммутация: количетсво адре- сов, свойства	Высота, U глубина, мм*	Мощность	Стек	Резервное питание
АТ2201х08	BayStack 253	(24)	24 AS		1 СЛОТ ДЛЯ MDA АТ2204002		1 и, 217	250 ВА	5	
CW2001001	Bay Stack 301 Ethernet Desktop Switch	22	2			VLAN	1 и, 279	108 ВА 60 Вт		—
AL2001x04	BayStack 303 Ethernet Desktop Switch	24	IAS	—	1сл0т Для MDA: AL3133Q01, AL3133002	VLAN	2 U (70), 344	108 ВА 60 Вт	—	—
AL2001x05	BayStack 304 Ethernet Segment Switch	12	IAS	—	1 слот для MDA: AL31330O1, AL3133002	VLAN	2 U (70), 344	108 ВА 60 Вт	—	
AQ2012001	BayStack 28200 (шасси)				4 слота для MDA: AQ2012002, AQ2012003, AQ2012004, AQ2012005, AQ2012006 L	J '	-	3 U (133), 431	500 ВА 275 Вт	7	RPSU
28115R	BayStack, 28115/ADV	(16)	16	-	{ *=ч А К ЧТ	(		3 U (105), 457	500 ВА 200 Вт	7	RPSU
AL2012x01	- BayStack 350T	(16)	16AS	-	*	16000 VJLAN,	1 и, 317	135 ВА 80 Вт	-	-
AL2012x02	BayStack 350F	(12)	12AS 2F	-		16000VLAN	1 и, 317	135 ВА	-	-
Номер	Название	10	100	1000	Дополнитель- ные интерфейсы	Коммутация: количетсво адре- сов, свойства	Высота, U глубина, мм	Мощность	Стек	Резервное питание
AL2012xl8	BayStack 350- 12Т	(12)	12 AS		1 слот для MDA; AL2033002, AL2033004, AL2033005, AL2033006, AL2033007, AL2033008	16000 VLAN	2 U (70), 381	150 В А 120 Вт		
AL2012xl7	BayStack 350- 24Т	(24)	24 AS		1 слот для MDA: AL2033002, AL2033004, AL2033005, AL2033006, AL2033007, AL2033008	16000 VLAN	2 U (70), 381	200 ВА 140 Вт		
AL2012xl5	BayStack 450- 12T	(12)	12 AS		1 слот для MDA: AL2033002, AL2033004, AL2033005, AL2033006, AL2033007, AL2033008	16000 VLAN	2 U (70), 381	150 В А 120 Вт	8	RPSU
AL2012xl4	BayStack 450- 24T	(24)	24 AS		1 слот для MDA; AL2033002, AL2033004, AL2033005, AL2033006, AL2033007, AL2033008	16000 VLAN	2 U (70), 381	200 ВА 140 Вт	8	RPSU

Номер	Название	10	100	1000	Дополнитель- ные интерфейсы	Коммутация: количетсво адре- сов, свойства	Высота, U глубина, мм	Мощность	Стек	Резервное Питание
AL2012xl9	BayStack 450- 12F		12 F (MT- RJ)	+	1 слот для MDA: AL2033002, AL2033004, AL2033005, AL2033006, AL2Q33007, AL2033008	16000 VLAN	2 U (70), 381	200 BA 140 Вт	8	RPSU
AL2012xl6	BayStack 410- 24T	24	+		1 слот дан MDA: AL2033002, ' AL2O330O4, AL2033005", AL2033006, AL2033007,	• AL2033008	16000 VLAN	2 U (70), 350	150 BA 100 Вт	8	RPSU
DJ1402001	Accelar 1200 XLR1200 (шасси 8 > слотов)	(До * 96)	до 96 (AS иди FX)	До 12	6 свободных слотов для модулей DJ1404023...DJ1 404033	24000' VLAN L3, Ы RTR , t	8P (260), 410	284 Вт		
DJ1402002	Accelar 1250 XLR1250 . (шасси 4 слота)	(ДО 48)	до 48 (AS . Mil FX)	До 6	3 свободных слота для модулей DJ1404023... DJ1404033	24000 VLAN L3, L4 RTR	81) (260), . 410	284 Вт		
QJ1402xl0 DJ 1402x11	Accelar 1100 XLR1100-A XLR1100R-A (c резервным питанием)	(16)	16 AS	+	2 слота MDA: модули DJ1404034... DJ1404043	24000 VLAN L3, L4 RTR	2 U (90), 410	120 Вт		£
Номер	Название	10	100	1000	Дополнитель- ные интерфейсы	Коммутация, количетсво адре- сов, свойства	Высота, U глубина, мм	Мощность	Стек	4» Резервное ‘ питание
DJ 1402x07 DJ 1402x08	Accelar 1150 XLR1150-A XLR1150R-A (с резервным питанием)	+	+	4SX+	4 слота MDA модули bj 1404034 DJ 1404043	24000 VLAN L3, L4 RTR	2 U (90) '410	120 Вт		
DJ1401x04 ’	Accelar 1050 XLR1050-A	(12)	12 AS	1	-	24000 VLAN L3, L4 RTR	2 U (70) 340	90 Вт		
DJ1401x05	Accelar 1051 XLR1051-A	(12)	12 AS	1	—	24000 VLAN L3, L4 RTR	2 U (70) 340	90 Вт		
В обозначении «х» заменяется буквой, в зависимости от вилки шнура питания
«А» — без шнура питания;	'f
«В» — европейский шнур «Schuko» (Россия, Австрия, Бельгия, Германия, Нидерланды, Норвегия Финляндия Франция Швеция)
«С» — Англия, Ирландия;
«D» — Япония;
«Е» — Северная Америка;
«F» — Австралия, Новая Зеландия, КНР,
А.2. Оборудованиефирмы Nortel Networks 527
Таблица A.8. Модули и принадлежности хабов и коммутаторов BayNetwork
Номер	Название	Интерфейсы
Интерфейсные модули и принадлежности для BayStack 350, 450		
AL2033002	BayStack 400-2FX 2-port	100BASE-FX, 2 порта SC
AL2033004	BayStack 400-4ТХ 4-port	10BASE-T/100BASE-TX, 4 порта RJ-45
AL2033005	BayStack 450-1SX 1-port	1000BASE-SX, SC
AL2033006	BayStack 450-1Й l-port *	1000BASE-SX c резервированием линий (LinkSafe), SC
AL2033007	BayStack 450-1 LX 1-port	1000BASE-LX, SC
AL2033008	BayStack 450-1LR 1-port	lOOpBASE-LX c резервированием линий (LinkSafe), SC
AL2033010	BayStack 400-ST1 Cascade Module, 2,5 ГбиТ/с	МоАулв каскадирования + кабель, 1 шт. на устройство в стеке
AL2018001	BayStack 40O-SRC Cascade Return Cable	Обратный кабель, 1 шт. для стека, из 3 и более устройств
AL2018002	BayStack 400-SSC Cascade Spare Cable	Запасной кабель (тот же, что и в AL2Q33010)
Интерфейсные модули для BayStack 3£3> 304		
AL3133001	MTX-1 10BASE-T/100BASE- TX	10BASE-T/100BASE-TX, порт RJ-45
AL3133002	MFX-1 100BASE-FX	100BASE-FX, 1 порт SC
Интерфейсные модули для BayStack 28200		
AQ2012002	BayStack 28200-15 10BASE-T	lOBase-T, 8 портов RJ-45
AQ2012003	BayStack 28200-14 10BASE- FL	1OBASE-FL, 4 порта ST для ММ 50/125 и 62,5/125 мкм
AQ2012004	BayStack 28200-105 100BASE-TX « <	10Base-TX, 2 порта RJ-45
AQ2012005	BayStack 28200-104 100BASE-FX	lOOBASE-Fx, 2 порта SC дуплекс для ММ 50/125 и 62,5/125 мкм
/ /	BayStack 28200-109 FDDI	2 коннектора MIC, FDDI DAS
AQ2012006	BayStack 28200-EXP	2 50-контактных D-коНнектора для каскадирования
Интерфейсные модули и Принадлежности для BayStack серии 250		
АТ2204002	BayStack 25F 100BASE-FX ’	100BASE-FX, 1 порт SC для ММ 50/125 и 62,5/125 мкм
АТ2218002 '	Cascade Cable	Кабель каскадирования для хабов серии 250
Модули и принадлежности для серии Accelar 1000		
DJ0011001	XLR1299PC	Модуль памяти PCMCIA
528 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
Номер	Название	Интерфейсы
Модули для Accelar 1200 и 1250		
DJ1404001	XLR1297SF	Процессор, коммутатор, управление
DJ 1405x01	XLR1298PS	Блок питания от сети переменного тока ,
DJ1405003	XLR1296PS	Блок питания на 48 В (резервный)
DJ1404023	XLR1204SX-A	1 порт 1000BASE-SX
DJ1404025	XLR1202SX-A	2 порта 1000BASE-SX
DJ1404024	XLR1202SR-A	2 порта 1000BASE-SX с резервированием линий (LinkSafe)
DJ1404026	XLR1201LX-A	1 порт 1000BASE-LX
DJ1404027	XLR1202LX-A	2 порта 1000BASE-LX
DJ1404028	XLR1202LR-A	2 порта 1000BASE-LX с резервированием линий (LinkSafe)
DJ1404033	XLR1202XD-A	2 порта Long-Distance Gigabit, SC SMF
DJ1404029	XLR1216 ТХ-А	16 портов 10/100BASE-TX
DJ1404030	XLR1208FX-A	8 портов 10GBASE-FX > ’
DJ1404031	XLR1216FX-A	16 портов 100BASE-FX с коннекторами MT-RJ
DJ1404032	XLR1216TF-A '	14 портов 10/100BASE-TX, 2 порта 100BASE-FX с коннекторами MT-RJ
Модули для Accelar 1100 и 1150		
DJ1404034	XLR1101SX-A	1 порт 1000BASE-SX
DJ1404035 (	XLRJ102SX-A	2 порта 1000BASE-SX*'
DJ1404036 J	XLRU02SR-A	2 порта iOOOBASErSX с резервированием линий (LinkSafe)	\
DJ1404037	XLR1101LX-A	1 порт 1000BASE-LX
DJ1404038	XLR1102LX-A	2 порта 1000BASE-LX
DJ1404039	XLR1102LR-A 	2 порта 1000BASE-LX с резервированием линий (LinkSafe)
DJ1404043	XLR1102XD-A	2 порта Long-Distance Gigabit, SC SMF
DJ1404040	XLRU08TX-A	8 портов 10/100BASE-TX
DJ1404041	XLR1104FX-A	4 порта 100BASE-FX
DJ1404042	XLRU08FX-A	8 портов 100BASE-FX с коннекторами MT-RJ
А.З. Сетевые и кабельные тестеры фирмы Fluke 529
Номер	Название	Интерфейсы
Интерфейсные модули для хабов Distributed 5000		
5DN308P	Model 5DN308P	12 «ортов 10BASE-T RJ-45
AQ1004004	Model 5DN308PS	To же с защитой BaySecure LAN Access
5DN304P	Model 5DN304P	3 порта 10BASE-FL, ST, MMF 50/125 или 62,5/125 мкм
AQ1004002	Model 5DN301P	4 порта 10BASE2 (BNC)
5DN378P-F	Model 5DN378P-F	6 портов 10BASE-T RJ-45 + 1 порт 10BASE-FL, ST, MMF 50/125 или 62,5/125 мкм
AQ1004003	Model 5DN378P-SM	6 портов 10BASE-T RJ-45 + 1 порт 10BASE-FL, ST, SMF 8,5/125 мкм
AQ1004001	Model 5DN 378P-A	6 портов 10BASE-T RJ-45 + 1 порт AUI
5DN307P	Model 5DN307P	12 портов 10BASE-T с 50- контактным разъемом Telco, 1 порт выведен на RJ-45 (MDT/MDIX)
AQ1004005	Model 5DN307PS	To же с защитой BaySecure LAN Access
Управляющие модули для хабов Distributed 5000		
AQ1007001	Model 5DN310SA	Advanced Analyzer Network Management Module
5DN310	Model 5DN31O	Advanced Network' Management Module (NMM)
Nil	Model Nil	Data Collection Module (DCM)
А.З. Сетевые и кабельные тестеры
фирмы Fluke
Фирма Fluke выпускает линейку портативных приборов для проверки и серти-
фикации кабельной проводки, поиска неисправностей и измерения различных
параметров трафика сети. На обслуживание физического уровня сети (кабель-
ной системы) ориентированы приборы моделей 610, 620; модели 650/652 и DSP-
100/2000/4000 имеют и простейшие анализаторы трафика на МАС-уровне; мо-
дели OneTouch Network Assistant и серия 68х Enterprise LANMeter предназначе-
ны для решения проблем 2-3-го уровня.
610 LAN CableMapper — прибор для проверки линий 4-парного кабеля, снаб-
женный гнездом RJ-45 с раскладкой Т568. В комплект входят собственно тестер
и миниатюрный идентификатор, устанавливаемые на противоположные концы
тестируемой линии. Можно приобрести дополнительные идентификаторы и
устанавливать их сразу на нескольких тестируемых линиях (всего до 8 штук). Тес-
тер, подключенный к тестируемой линии, показывает номер идентифиткатора,
530 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
установленного на ее противоположном конце, и состояние линии,.Тестер позво-
ляет проверять правильность соединений и выявляет обрыв провода, короткое
замыкание пары, замыкание проводов разных пар, перевернутую пару и расщеп-
ленную пару. Расщепленная пара обнаруживается по превышению перекрестных
наводок на частоте 10 МГц уровня 21 дБ. Прибор имеет защиту от повреждений
при подключении к «живой» линии и выдерживает даже вызывное напряжение
телефонной сети. Допустимая длина кабеля — 0-122 м.
620 LAN CableMeter — прибор для проверки и поиска неисправностей в коак-
сиальном и 4-парном кабеле (UTP/STP/FTP), работающий по принципу лока-
тора-рефлектометра (TDR). С витой парой прибор может работать с выносными
идентификаторами, предоставляя те же возможности, что и модель 610 (но иден-
тификаторы другие). Кроме того, прибор определяет длину кабеля, расстояние
до обрыва или короткого замыкания, а также может предоставить подробную
карту соединений. Прибор может работать и без идентификатора, с подключени-
ем только к одному концу линии. При этом линия проверяется на обрыв, замы-
кания и расщепления пар и определяется расстояние до обрыва (конца кабеля)
или короткого замыкания проводов. Для коаксиального кабеля определяется
длина (до конца, свободного от терминатора) или расстояние до короткого замы-
кания. Прибор имеет защиту от повреждений при подключении к «живой» ли-
нии, предупреждая об этом, и выдерживает вызывное напряжение телефонной
сети. Допустимая длина кабеля — 0,5-300 м, точность измерения длины 0,5 м
(или 1 фут).
650/652 LAN CableMeter — тестеры для сетей Ethernet (10 Мбит/с) и Token
Ring. В комплекте с выносным блоком тестер позволяет определять правиль-
ность соединений с измерением расстояний (аналогично модели 620), проверять
линии на соответствие требованиям 802.3, измерять характеристический импе-
данс, затухание и уровень перекрестных помех в диапазоне частот 5-20 МГц, ре-
гистрировать импульсные помехи. Приборы позволяют выбирать требуемый тйп
кабеля (12 фиксированных и 2-4 определяемых пользователем). При подключе-
нии к «живой» сети прибор индицирует мгновенное значение уровня трафика,
определяет наличие и правильность полярности импульсов NLP (для lOBaseT).
Прибор имеет память на 50 (модель 650) или 500 (модель 652) результатов тес-
тирования и по интерфейсу RS-232C позволяет их выгрузить в ПК или на прин-
тер. Прибор имеет защиту от повреждений при подключении к «живой» линии,
предупреждая об этом, и выдерживает вызывное напряжение телефонной сети.
Допустимая длина кабеля UTP — 6-600 м, коаксиального кабеля — 0,6-1200 м;
точность измерения длины ±(1 %+0,6 м) (или 1 фут). Модель 652 имеет дисплей
с подсветкой.
DSP-100/2000/4000 CableMeter — ряд тестеров, предназначенных для полной
проверки (включая сертификационные испытания) кабельных проводок катего-
рий 3-5 (классов А, В, С, D) на частотах до 155 МГц. Приборы состоят из основ-
ного блока тестера и выносного блока (Remote), подключаемого к дальнему кон-
цу тестируемой линии. Отчет об испытаниях линии по стандарту 11801 с
помощью DSP-100 приведен в конце 5.6. Точность DSP-100 в 60 раз превышает
требования TSB-67 Level I, точность DSP-2000/4000 соответствует Level II. Для
диагностики неисправностей кабеля применяется локатор перекрестных наводок
TDX (Time Domain Crosstalk) Analyser, представляющий в Графическом виде
А.З. Сетевые и кабельные тестеры фирмы Fluke 531
развертку перекрестных наводок по длине кабеля. С его помощью определяется •
не только факт ошибок (например, расщепленная пара), но и местоположение
ошибочного участка. Прибор позволяет просматривать развертки практически
всех измеряемых параметров (для которых это имеет смысл). Комплексная про-
верка (сертификация на класс D/категорию 5) линии с использованием интел-
лектуального выносного блока Smart Remote на DSP-100 занимает всего 17 с, на
DSP-2000 — до 20 с. При этом перекрестные наводки измеряются для всех соче-
таний пар и в обоих направлениях. Если использовать простой выносной блок
Standard Remote (он входит в относительно дешевый комплект DSP-100), то для
полных испытаний каждую линию придется проверять дважды, меняя местами
основной и выносной блоки. В роли Smart Remote может выступать и второй
основной блок DSP-100. DSP-2000/4000 комплектуется только интеллектуаль-
ным выносным блоком. Память прибора хранит до 600 результатов испытаний
по ISO 11801 или до 1150 результатов по TSB-67 (в DSP-4000 объем памяти уве-
личен). Приборы рассчитаны на проверку 4-парных кабелей любого типа, коак-
сиального кабеля, а при использовании дополнительного комплекта DSP-FTK
(Fiber Test Kit) позволяет тестировать и оптические линии. Приборы позволяют
измерять трафик сети Ethernet (определять мгновенное значение загрузки, нахо-
дить активные и неисправные узлы), DSP-100 — только на 10 Мбит/с, DSP-
2000/4000 — и на 100 Мбит/с. Результаты измерений можно выводить на печать
или выгружать в ПК по интерфейсу RS-232 С, специальное ПО представляет ре-
зультаты в табличном и графическом виде. DSP-2000 обеспечивает и генерацию
тонального сигнала для поиска проводов в многопарных кабелях С помощью до-
полнительного пробника Fluke 140 Tone Probe. DSP-2000/4000 имеют дисплей с
подсветкой, а комплект DSP-4000 снабжен еще и телефоном, позволяющим вес-
ти переговоры по проверяемому кабелю.
DSP-FTK — набор для тестирования оптических линий с помощью тестеров
DSP-100/2000/4000 или OneTouch Network Assistant. Набор позволяет изме-
рять уровень оптической мощности в диапазоне +3...-50 дБм с точностью
+0,25 дБ и разрешением 0,01 дБ на длине волны 850, 1300/1310 и 1550 нм.
В комплект входит светодиодный измерительный источник 850/1300 нм, допол-
нительно предлагается лазерный источник 1310/1350 нм. С помощью источни-
ков можно измерять затухание в линии.
OneTouch Network Assistant — инструмент администратора сети, облегчающий
поиск неисправностей, проведение изменений конфигурации (перемещение, до-
/ бавление и удаление абонентов), проверку кабельных соединений. Прибор поз-
воляет локализовать проблемы — определить неисправный кабель, сетевой адап-
тер, порт хаба. Прибор имеет довольно большой дисплей, чувствительный к
прикосновению, на котором отображаются элементы, найденные в сегменте сети
(рис. А.1). Прибор автоматически распознает серверы Novell, Windows NT, Net-
BIOS, клиентские станции, локально подключенные маршрутизаторы и комму-
таторы, а также определяет подсети, связанные с сегментом. Если в каком-либо
элементе обнаруживается проблема, его иконка на экране начинает мигать. При-
косновение к Иконке позволяет детализировать информацию об объекте. На
МАС-уровне измеряется уровень загрузки (утилизации), ошибок, коллизий, ши-
роковещательных кадров, доля конкретного протокола в трафике и количество
узлов сегмента. По каждому узлу выдается Информация о сетевом и МАС-адре-
532 Приложение А. Активное сетевое оборудование и сетевые анализаторы
се, типе протокола, положении относительно сегмента (локальное подключение
или через маршрутизатор), уровне трафика. На любой IP-узел можно послать
пакет Ping. Прибор позволяет определить корректность подключения хаба или
сетевого адаптера на другом конце кабеля и протестировать прохождение кад-
ров. Он выявляет ошибки генерации CRC-кодов, «болтливость» и другие ошиб-
ки адаптеров. Прибор выпускается в двух модификациях — 1Т10 для сетей
lOBaseT и 1Т10/100 для сетей lOBaseT/lOOBaseTX.
Рис. А.1. Экран OneTouch Network Assistant: а — внешний вид, б — экран режима Auto Test
Встроенный кабельный тестер (отдельный разъем RJ-45) позволяет опреде-
лять неисправности (замыкание, обрыв, расщепленная пара), отображать карту
соединений (для этого прилагается выносное устройство) и измерять длину ли-
нии. В сочетании с DSP-FTK позволяет измерять затухание в оптических лини-
ях, а с тональным пробником 140 — идентифицировать провода в многопарном
кабеле. Прибор позволяет определять наличие на противоположном конце кабе-
ля даже отключенного узла, что удобно для ревизии неиспользуемых, но куда-то
подключенных портов хабов.
68х Enterprise LAN Meter — серия приборов для решения проблем и управле-
ния сложными сетями с коммутаторами и маршрутизаторами. Модель 680 пред-
назначена для сетей Token Ring, 682 — для Ethernet (10 Мбит/с), 683 — Ether-
net/Fast Ethernet, 685 — Ethernet/Token Ring и 686 — Ethernet/Fast Ethernet/
Token Ring. Кроме собственных средств анализа, прибор позволяет общаться по
SNMP с агентами MIB I и II, RMON коммутаторов, маршрутизаторов, устройств
ISDN и других подключений к глобальным сетям. Встроенный http-сервер поз-
воляет обращаться к прибору, подключенному к проблемному сегменту сети, с
Web-броузера любого узла. На МАС-уровне Ethernet определяются общие пара-
метры загрузки, распределение трафика по протоколам, наиболее активные
А.З. Сетевые и кабельные тестеры фирмы Fluke	533
узлы, матрица диалогов, типы ошибок и их возможные источники. Для протоко-
лов ТСР/1£ анализируются пакеты IGMP, проверяются соединения с помощью
трассировки маршрутов й ping, определяются наиболее активные источники тра-
фика. Прибор выявляет совпадение IP-адресов, некорректные маски и выявляет
ряд других проблем. Имеются средства анализа и для протоколов IPX/SPX и
NetBIOS. Тестер можно включать между узлом и портом концентратора, прове-
ряя параметры приемопередатчиков обеих сторон и анализируя соединения по
различным протоколам. На физическом уровне прибор выполняет тестирование
кабельной линии по TSB-67 на уровне требований Level I. К прибору имеются
дополнительные-расширения —	для разрешения проблем в комму-
таторах; WideAreaWizard для рабЙЛ^&йми Frarpe Relay, ISDN и линиями Т1/
El; HealthScan Option для измерения пропускной способности сети.
port PLUS — серия портативных анализаторов для работы в сетях ATM:
OC3port PLUS (три модификации — для. ММ-, SM-волокна и UTP), DSIport
PLUS, DS3port PLUS, Elport PLUS и E3port PLUS, в названиях которых присутст-
вует тин интерфейса. Приборы тестируют физический уровень интерфейса, вы-
полняют мониторинг трафикф тестируют качество сервиса (QoS) и могут рабо-
тать программируемыми генераторами трафика (до 8 .потоков ячеек). С их
помощью можно выполнять и Тестирование коммутируемых вирт^льнЬ1х цепей
(SVC), выполнять IP Ping, определять тип AAL, захватывать ячейки с измерени-
ем времени между ихШступдением, генерировать исправимые и неисправимые
ошибки заголовков ячеек. ', ' »	- i ч
xDSL OneTouch Installation-Assistant — прибор для тестирования и измерения
пропускной способности xDSL-модемов. Йрмборз^ ВЭДКЙйЖются к интерфейсу
Ethernet модема xDSL на обоих концах линии. Модель ГП'0/lOOxDSL работает
с интерфейсами IGBaseT/lOOBaseTX, модель ITlOxDSL — только с lOBaseT.
/
Приложение
Перевод
физических единиц
из различных систем
в международную
(СИ)
В спецификациях на пассивное и активное оборудование встречаются физи-
ческие параметры, выраженные в различных системах единиц. Чаще всего
используется международная (СИ), британская и метрическая системы, соотно-
шение их единиц приведено в табл. Б.1. Для задания высоты оборудования
19-дюймового формата используется специфическая единица юнит (unit, U) —
модульная единица высоты: 1 U = 1,75" = 44,45 мм. Напомним основные и про-
изводные электрические единицы:
* Сила тока — ампер (А).
№ Напряжение, потенциал, разность потенциалов, электродвижущая сила
(э.д.с., e.m.f.) — вольт (В, V).
в Сопротивление — ом (Ом, Q).
« Электрическая емкость — фарада (Ф, F).
9 Индуктивность, взаимная индуктивность — генри (Гн, Н).
9 Мощность активная — ватт (Вт, W).
9 Мощность полная — вольт-ампер (ВА, WA).
535
Таблица Б.1. Сооотношения физических единиц
Международная (СИ)	Британская	Другие системы
.Д»»а	*-		
	дюйм (in, ") = 0,0254 м « 2,§4 смч . г фут(Й, 7- 0,3048 'м - 30,48-см	' ярд, yd = 0,9144 м миля сухопутная (mile) & 1609,344 м	нанометр (нм, nm) -10"9 м микрометр (мкм, цт, ат) - 10*в м миллиметр (мм, mm) = 10'3 м сантиметр (см, cm) - 10*2 м километр (км, km) - 103 м
Масса	-	' ' /	$ :* . • Л .» Н		
килограмм (кг, kg)	унция (04) ^ 28Ж5-г	' / ’ >* ri фунт (ft)-О,45а592|7кг	Грамм (г, gy - 10’3 кг центнер (ц) - 102 кг TorfHa (т) - 10s кг
Сила, вес		
ньютон (Н, N)	паундаль (pdi) - 0,138255 Н фунт-шила (И>1) « 4644822 Н	килограмм-сила (кгс) - 9,81 Н
Температура таяния .пда >•*	•		
273 К	Л с1. ,	а	о°с	±	Л, . ?		
Температура кипеяця,вр^\ '$	t/ , -А ?)’•	.	«р.		
373 К	212°F	100 °C
'	~ •<’ ", ”	i г’ ’ ' ' / r” ’ ' * ь	?	1 1 1	, ,	• * ' < /	. л '	л	- л ?/ * * ' >	Л ’ • '	г	л	„~л? л '1		
Список сокращений
lOOOBaseTX lOOOBaseSX lOOOBaseLX lOOOBaseCX lOOBaseTX lOOBaseFX lOOBaseSX lOBaseFB lOBaseFP lOBaseT 10Base2 10Base5 AARP ABM ABF AC ACK ACR	Gigabit Ethernet на витой паре Gigabit Ethernet, оптоволокно, 850 нм Gigabit Ethernet, оптоволокно, 1310 нм Gigabit Ethernet на медном кабеле до 25 м Fast Ethernet на витой паре Fast Ethernet, оптоволокно, 1310 нм Fast Ethernet, оптоволокно, 850 нм Ethernet, оптоволоконная магистраль (Fiber Backbone) Ethernet, оптоволокно, пассивная звезда (Fiber Passive) Ethernet на витой паре Ethernet на тонком коаксиале Ethernet на толстом коаксиале AppleTalk Address Resolution Protocol, протокол разрешения адреса AppleTalk Asynchronous Balanced Mode, асинхронный симметричный режим Air-Blown Fiber, вдувание волокна (технология укладки) Access Control, управление доступом Acknowledge, подтверждение Attenuation-to-Crosstalk Ratio, отношение затухания сигнала к ослаблению перекрестной помехи
ADSP AFI AFP AM AMT APC ARAP ARM ARP	AppleTalk Data Stream Protocol, протокол передачи потока данных AppleTalk Authority and Format Identifier, идентификатор авторизации и формата AppleTalk Filing Protocol, протокол передачи файлов AppleTalk Active Monitor, активный монитор Active Mesji Topology, активная полносвязная топология Angled Physical Contact, угловая сферическая полировка наконечника AppleTalk Remote Access Protocol, протокол удаленного доступа AppleTalk Asynchronous Response Mode, асинхронный режим ответа Address Resolution Protocol, протокол разрешения адреса (преобразование аппаратных и сетевых адресов)	,
ATM ATP AUI AWG Balun BCN	Asynchronous Transfer Mode, асинхронный режим передачи AppleTalk Transaction Protocol, протокол транзакций AppleTalk Attachment Unit Interface, интерфейс устройства доступа к среде передачи American Wire Gauge, амерйканская система определения калибра проводов balance-unbalance, пассивные преобразователи Веаеоп, бакен
Список сокращений 537
B-ICI Broadband Interexchange Carrier Interconnect, спецификация связи
коммутаторов, принадлежащих разным публичным сетям (ATM)
BD Building Distributor, домовой распределитель
BER Bit Errors Ratio, относительное количество ошибочных бит
BISDN Broadband ISDN/широкополосная цифровая сеть с интегрированными
: ’	• сервисами-
BOD Bandwidth On Demand, выделение полосы пропускания по требованию
BPDU Bridge Protocol Data Unit, блок данных протокола взаимодействия мостов
(STA) 1
BRI Basic Rate Interface, базовый интерфейс ISDN
CAN Campus-Area Network, кампусная сеть (сеть близко расположенных зданий)
CD tampus Distributor, кампусный распределитель
CDDI Copper Distributed Data Interface, медный интерфейс распределенной
передачи данных (реализация FDDI на витой паре).
CHAP Challenge-Handshake Authentication Protocol, протокол запроса-подтверждения
аутентификации
CIDR Classless Inter-Domain Routing, внеклассовая междоменная маршрутизация
CIR Committed Information Rate, фиксированная скорость передачи данных
CMIP Common Management Information Protocol, общий протокол управления сетью
(ISO)
СР Consolidation Point, точка консолидации (соединения кабелей)
СРЕ Customer Premises Equipment, оборудование, размещенное у заказчика
CRS Configuration Report Server, сервер отчетов о конфигурации
CS Checksum, контродьная сумма	.
CRV Call Reference Value, идентификатор вызова
CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance, метод доступа с
обнаружением несущей и избежанием коллизий ’
CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect, метод доступа с обнаружением
несущей и обнаружением коллизий
CSU Channel Service Unit, устройство обслуживания канала
DA Destination Address, адрес назначения
DAC Dual Attached Cqncentrator, концентратор двойного подключения (FDDI)
DAS Dual Attached Station, станция двойного подключения (FDDI)
DCC Data Country Code, идентификатор страны
। DCE Data Communication Equipment, телекоммуникационное оборудование
(модемы)
DDP Data Delivery Protocol, протокол доставки данных
DF Don’t Fragment, запрет фрагментирования
DH Destination Host, адрес хоста назначения
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамического
конфигурирования хостов (назначение IP-адресов и масок)
DLCI Data Link Connection Identifier, идентификатор соединения
DMD Differential Mode Delay, дифференциальная модовая задержка	’
DMI Desktop Management Interface, интерфейс управления (администрирования)
настольных компьютеров
538 Список сокращений
DN DNS DPG	Destination Network, адрес" сети назначения Domain Name System, система символического именования домейов Dedicated Packet Group, выделенная группа для поддержки пакетной передачи
DS DSAP DSP DSU DTE DTR	Destination Socket, сокет (гнездо) назначения	1 Destination Service Access Point, точка доступа сервиса назначения Domain Specific Part, Доменно-специфичная часть адреса Data Service Unit, устройство обслуживания данных Data Terminal Equipment, аппаратура передачи данных Dedicated Token Ring, подключение станций Token Ring к выделенным портам коммутатора
DVMRP	Distance Vector Multicast Routing Protocol, протокол маршрутизации многоадресных сообщений по вектору дистанции
ECC ECU EDFA ELAP	Error Correction Code, контроль достоверности с исправлением ошибок EISA Configuration Utility, утилита распределения ресурсов шины EISA Erbium-Doped Fiber Amplifier, усилитель на волокне, легированном эрбием EtherTalk Link Access Protocol, протокол канального уровня стека AppleTalk для технологии Ethernet
ELFEXT EMD ES ESI FCAL	Equal Level FEXT, значение FEXT, приведенное к уровню полезного сигнала Equilibrium Mode Distribution, равновесное распределение мод (PPM) End Systems, конечная система End System Identifier, идентификатор конечной системы , Fibre Channel Arbitrated Loop, арбитражное кольцо волоконного канала (Fibre Channel)
FD FDDI	Floor Distributor, этажный распределитель Fiber Distributed Data Interface, распределенный интерфейс передачи данных по оптоволоконным линиям
FEP FEXT FLAP	Fluorinated Ethylene Propylene, фторированный этилёнпропилен Far End CrossTalk Loss, ослабление перекрестной помехи на дальнем конце FDDITalk Link Access Protocol, протокол канального уровня стека AppleTalk для технологии FDDI	г
FM FTAM	Frequency Modulation, частотная модуляция File Transfer, Access and Management, удаленное манипулирование файлами (протокол)
FTP	1. File Transfer Protocol, протокол Пересылки файлов. 2- Foiled Twisted Pair, кабель «витая пара» в общем экране из фольги
GAN GFC Ac HDLC	Global-Area Network, глобальная сеть Generic Flow Control, общее управление потоком , Horizontal Cross-connect, горизонтальный кросс (распределитель) High-level Data Link Control, высокоуровневое управление звеном передачи данных
HDSL	High Data-Rate Digital Subscriber Line, высокоскоростная технология цифровой передачи по абонентской линии	j
HSTR IC	High Speed Token Ring, высокоскоростное маркерное кольцо (100 Мбит/с) Intermediate Cross-connect, промежуточный кросс
Слисок, сокращений 539
ICD ICMP	International Code Designator, код организации международного уровня Internet Control Message Protocol, межсетевой протокол управлякЯиих
	сообщений	,
IGMP	Internet Group Management Protocol, межсетевой протокол обслуживания групп (многоадресных передач)
Internet NIC	Internet Network Information Center, сетевой информационней центр Интернета
IP	Internet Protocol,межсетевой протокол (доставки дейтаграмм)
IPG	Inter Packet Gap, ме^адрорЦй временной зазор (Ethernet)
IPX	Internetwork» Packet Exchange, протокол^Межсетевой передачи пакетов (базовый протокол’Net•„
IS	Intermediate Systems^,,промежуточна^ фгетем^ь
ISDN*	Integrated Services Digital Network, цифровая сеть интегрированных сервисов
- 151	Inter-Switch- Link, межкоммутаторная лили связи <(Clseo) (
LAN	Local-Area Network, локальная вычислительная сеть 1 ,
LANE	LAN Emulation, эмуляция технологий локальных сагей в ATM
LAPB	Link-Access Procedure, Balanced, симметричная процедура доступа к звену данных	. ' - -
LAPM	Link Access Procedure for Modems, ироцедурадоступа к йвену данных для модемов	,	!	i
LCL	Longitudinal to differential Conversion Loss, ослабление Преобразования
-	продольной помехи в поперечную (дифференциальную)
LCP	Link Control Protocol, протокол управления связью	л 
LCF	Low Cost Fiber, дешевое многомодовое 'волокно (спецификация физического уровня FDDI)
LLAP	LocalTalk Link Access Protocol, протокол Канального Уровня стека AppleTalk
	для технологии LocalTalk
LLC	Logical-Link Control, управление логической связью (верхний подуровень канального уровня OSI)	'	,
LMI	Link Management Interface, интерфейс управления соединением
LNM	LAN Network Manager," менеджер управления локальной сетью
LSZ	Low Smokie Zero Halogen, малодойные безгалогенные (кабели)
MAC	Media Access Control, управление доступом к среде передачи .
MAN	Metropolitan'"Area Network, сеть гЬродского масштаба
MAP	Manufacturing Automation Protocol, протокол (взаимодействия) промышленной автоматики г ’ ’
MAU	1. Media Attachment Unit, устройство доступа к среде (Ethernet).
	2. Multistation Access Unit, миогостанционнбе устройство доступа (Token Ring)
MSAU	Multi-Station Access Unit, многостанционное устройство доступа (Token Ring)
MBONE	Multicast Backbone, магистраль распространения группового трафика
MC	Main Cross-connect, главный кросс
MCP	Mode Conditioning Patch cord, переходный шнур, согласующий моды
MDI	1. Medium Dependent Interface,- интерфейс, зависящий от среды передачи (часть спецификации 802.3). 2. Пирт- абонента Ethernet на витой паре
MQIX	Media Dependent Interface Xover*Crosspver, «перевернутый» порт-MDI (порт концентратора для подключения абонента)
540 Список сокращений
MIB МП MLPPP	Management Information Base, информационная база управления Media Independent Interface, интерфейс, независимый от среды (Fast Ethernet) MultiLink PPP, протокол связи двух точек по нескольким независимым каналам
ММ MMF	Multi Mode, многомодовое (волокно) Multi Mode Fiber, многомодовое волокно (спецификация физического уровня FDDI)
MOSPF MuTOA	Multicast OSPF, протокол OSPF для многоадресных передач Multi-user Telecommunications Outlet Assembly, многопользовательская сборка телекоммуникационных розеток
NACK NADN	Negative ACKnowledge, отрицательное подтверждение Nearest Active Downstream Neighbor, ближайший принимающий сосед (Token Ring)
NAUN Nearest Active Upstream Neighbor, ближайший передающий сосед (Token
Ring)
NBP NCP NetBEUI	Name Binding Protocol, протокол связи имен Network Control Protocols, протоколы, управления сетью Network Basic Extended User Interface, реализация и расширение NetBIOS фирмой Microsoft
NetBIOS	Network Basic Input/Output System, сетевая базовая система ввода-вывода
NEXT NFS NHRP	(протокол) Near End CrossTalk loss, ослабление перекрестной наводки на ближнем конце Network File Systemr сетевая файловая система	- Next Hop Resolution Protocol, протокол определения следующего «хона» (маршрутизатора)
NIC	Network Interface Card, интерфейсная карта
NLP t Normal Link Pulses, импульсные посылки контроля линии (Ethernet)
NMS NNI NRM OC-n OFC OFN OFNP/OFCP	Network-Management System, система управления сетью (компьютер) Network-to-Network Interface, межсетевой интерфейс (ATM) Normal Response Mode, нормальный режим ответа (SDLC) Optical Carier-n, оптический канал n-уровня иерархии SONET Optical Fiber Conductive, оптоволоконный проводящий (кабель) . Optical Fiber Nonconductive, оптоволоконный непроводящий (кабель) Optical Fiber Nonconductive/Conductive Plenum, кабели, не выделяющие токсичных газов при горении
OFNR/OFCR	Optical Fiber Nonconductjve/Conductive Riser, кабели с низкой степенью воспламеняемости для прокладки между этажами
OSI	Open System Interconnection, базовая модель взаимодействия открытых систем (ВОС)
OSPF	Open Shortest Path First, первоочередное открытие кратчайших путей (протокол распространения маршрутной информации в автономной системе) '
OTDR PAP	Optical Time Domain Reflectometer, оптический рефлектометр 1. Printer Access Protocol, протокол доступа к принтеру. 2. Password Authentication Protocol, протокол аутентификации паролем
PBX	Private Branch exchange, многоканальное телефонное оборудование (мини-АТС) -
Список сокращений	.-541
PC Physical Contact finish, оконцовка с физическим контактом (сферическая
полировка наконечника оптического коннектора)
РСМ 1. Physical Connection Management, управление физическим соединением.
2. Pulse Code Modulation, импульсно-кодовая модуляция
PDH Plesiochronous Digital Hierarchy, иерархия плезиохронных каналов
PDS 1. Premision Distribution System, распределительная система здания. 2. Punch
Down System, блоки коннекторов для присоединения проводов методом
забивки :	>
PDU Protocol Data Unit,.протокольные блоки данных
PHY Physical layer device, устройство физического уровня (нижний уровень
спецификации Past Ethernet)
PIM Protocol-Independent Multicast, протоколыюнезаписимое групповое вещание
PIMF Pair in Metal Foil, кабель, в котором каждая пара завернута в полоску
металлической фольги	.	- \
PLP Packet-Layer Protocol, протокол пакетного уровня
PMD Physical Medium Dependent, зависимый от физической Среды передачи (часть -
- спецификации FDDI) < '.	.
POF Plastic Optical Fiber, пластиковое оптоволокно 	'•
POTS Plain Old Telephone Service, старый «плоский» телефонный сервис
' PR Plenum Rated, кабель, разрешенный к прокладке в воздуховодах
PRI Primary Rate Interface, первичный интерфейс ISDN
PSE Packet Switching Exchange, коммутатор пакетов
PSELFEXT PowerSum ELFEXT Loss, измерение ELFEXT с суммированием "Мощностей
PSNEXT PowerSum NEXT Loss, измерение NEXT с суммированием мощностей V
PSTN Public Switched Telephone Network, коммутируемая телефонная сеть общего
пользования (синоним POTS) -	,	,
PVC Permanent Virtual Circuit, постоянная виртуальная цепь
PVD PolyVinyliDene Fluoride, поливинилидинфториД	, .,
PVID Port VLAN Identifier, идентификатор ВЛС для порта
QoS Quality of Service, качество сервиса
RADSL Rate Adaptive Digital Subscriber Line, цифровая абонентская линия с
адаптивным изменением скорости передачи
RARP Reverse Address Resolution Protocol, протокол, обратный к ARP (преобразует
физический адрес в 1Р-адрес)
RAS Remote Access Server, сервер удаленного доступа	) D ч •>
RFC Request For Comments, предложения к обсуждению
RI, или RIF Route Info, маршрутная информация
RIP Routing Information Protocol, протокол обмена трассировочной информацией
между маршрутизаторами
RL Return Loss, ослабление отраженного сигнала (возвратные потери)
RMS Rack-Mount Size, модуль высоты для Оборудования стоечного исполнения,
синоним юнита (U)
RPC Remote Procedure Call, протокол вызова удаленных процедур
RPS 1. Redundant Power Supply, резервный источник питания. 2. Ring Parameter
Server, сервер параметров кольца (Token Ring)
RS Recommended Standard, рекомендованный стандарт
542 Список сокращений
SA Source Address, адрес источника кадра
SAC Single Attached Concentrator, концентратор одинарного подключения (FDDI)
SAPI Service Access Point Identifier, идентификатор точки доступа сервиса
SAS Single Attached Station, станция одинарного подключения (FDDI)
SCS Structured Cabling System, структурированная кабельная система (СКС)
ScTP Screened Twisted Pair, кабель витая пара в общем экране
SDH Synchronous Digital Hierarchy, синхронная цифровая иерархия
SDLC Synchronous Data Link Control, управление синхронным звеном данных
SDSL Single-Line Digital Subscriber Line, симметричная двухпроводная цифровая
абонентская линия
SFTP Shielded Foil Twisted Pair, кабель витая пара в общем экране из фольги и
оплетки	'
SM 1. Single Mode, одномодовое (волокно). 2. Standby Monitor, резервный
монитор (Token Ring)
SMF Single Mode Fiber, одномодовое волокно (спецификация FDDI)
SMT Station Management, модуль управления станцией FDDI
SMTP Simple Mail Transfer Protocol, простой протокол передачи электронной почты
SNAP Sub-Network Access Protocol, протокол доступа к подсети
SNMP Simple Network Management Protocol, простой протокол управления сетевыми
ресурсами
SONET Synchronous Optical NETwork, синхронная оптическая сеть
SPX Sequenced Packet Exchange, протокол упорядоченной передачи пакетов
SRB Source Routing Bridge, мост с маршрутизацией at источника .
SRS Source-Route Switching, коммутация с использованием маршрутной
информации
SRT Source-Route Transparent, комбинация режимов прозрачной ,коммутации и
SRB-маршрутизации й мостах
SSAP Source Service Access Point, точка доступа сервиса Источника
SSL Secure Socket Layer, протокол конфиденциальной передачи в TCP/IP
SSTP Shielded-Screened Twisted Pair, кабель витая пара, аналогичный PiMF (каждая
пара в фольге, весь кабель в оплетке)
STA Spanning Tree Algorithm, алгоритм остовного или покрывающего дерева
STM-n Synchronous Transport Module, канал n-уровня в SDH
STP 1. Shielded Twisted Pair, экранированная витая пара, 2. Spanning Tree Protocol,
протокол остовного или покрывающего дерева
STS-n Synchronous Transport Signal, электрический канал n-уровня в SONET
SVC Switched Virtual Circuits, коммутируемые виртуальные цепи
TC Telecommunication Closet, телекоммуникационное помещение
TCNS Thomas-Conrad Network System, реализация ARCNet
TCP Transmission Control Protocol, протокол управления передачей
TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol, комплект протоколов
межсетевой передачи данных и управления передачей
TDM Time Division Multiplexing, мультиплексирование с разделением во времени
TFTP Trivial File Transfer Protocol, простейший протокол передачи файлов
Список, сокращений
TLAP TokenTalk Link Access Protocol, протокол канального уровня стека AppleTalk
... , ' для технологии Token Ring	ц	.
ТО Telecommunication Outlet, телекоммуникационная розетка
TP, 1. Transition Point, точка перехода. 2. Twisted Pair, витая пара
TTL Time to Live, время жизни (поле в пакете IP)
UADSL Universal ADSL,- улу’пнешийй вариант ADSL с меньшими скоростями
UDP*	дейтаграмм (без установления
UNI User-to-Network Interface,' интерфейс пользователя (ATM)
UPS Uninterruptible Power Sysfen, источники бесперебойного питания
UTP Unshielded Twisted Pair, неэгфанйрованнйя витая пара
" t  'VG': Virtual Channel, виртуальный канал •	-
*”* VCI Virtual Channel Identifier, идентификатор виртуального канала
VDSL Very High Data-Rate Digital Subscriber Line, «очень высокоскоростная»
цифровая абонентская линия -	'	'•  , ' 
VLAN Virtual LAN, виртуальная локальная сеть
. - VP Virtual Path, виртуальный путь
VPI Virtual Path Identifier, идентификатор виртуальногопути	. < ’
VPN Virtual Private №еГ,\уо;гк, виртуальная частная сеть	, -
WAN Wide-Area Network, гнарокомасфтдбиая (глобальная) сеть ' ’
WBC Wideband СЬаппек'широкополосный канал ‘	‘	’
WBM Web-Based Management, Web-управлеипе	‘	; t,
WDM Wavelength Division Multiplexer, мультиплексор е разделением подлипая
волн .		•-	.
АКД Аппаратура канала данных,(DCE)	‘
' АПД Аппаратура передачи данных (DTE)
ВЛС Виртуальная локальная сеть (VLANJ '	' ,
ИБП Источники бесперебойного питания (UPS)
ЛВС Локальная вычислительная сеть (LAN) .	,
НВП Неэкранировапная витая пара (UTP) ,	'
ООД Оконечное оборудование'данных (DTE)-
PPM Равновесное распрёАРлениф мод (EMD)
СКС Структурированная кабельная система (SGS) ,	. J > ,
ТфОП Телефония общего пользования (POTS, PSTN) . . .
ЦП Центральный процессор (CPU) ' ' .  1 '
ЭВП Экранированная Питая пара (STP) *
Ал

а битный указатель

lOOOBaseCX, 261
lOOOBaseLH, 175,261
lOOOBaseLX, 175,261
lOOOBaseSX, 175, 261
lOOOBaseT, 261
lOOBaseFX, 175, 259
lOOBaseSX, 259
100BaseT4, 258
lOOBaseTX, 258
lOOVG-AnyLAN, 335
адаптер, 338
кабель, 335, 336
каскадирование хабов, 335
кодирование, 335
коннектор, 336
конфигурирование, 337
многоадресная и широковещательная
передача, 338
недостатки, 339
опрос состояния портов, 338
передача данных, 337
преимущества, 339 '
приоритизация, 338
процедура подключения, 336
скорость передачи, 335
совместимость с Ethernet и
Token Ring, 338
среда передачи, 335
тональные сообщения, 336
топологические ограничения, 336
тренировочный кадр, 336
управление передачей, 336
хаб, 335
10Ва?е2, 74,252
кабель, 78
коннектор, 78
топологические ограничения, 252
10Base5, 74,249
кабель, 249
коннектор, 74
топологические ограничения, 251
lOBaseF, 256
lOBaseFB, 257
lOBaseFL, 256
lOBaseFP, 257
lOBaseT, 253
кабель, 254
перекрестный, 254
прямой, 254
порт
RJ-21, 255
RJ-45, 254
топологические ограничения, 255
19-дюймовый формат, 212
2B1Q, 33
384А, 117
4В/5В, 28
4ВЗТ, 33
5В/6В, 28
8В/10В, 28
8В/6Т, 28
А
AAL1, 417
AAL3/4, 418
AAL5, 418
AARP, 58
ABF, 148
ABM (SDLC), 370
Accelar, 520
accounting management, 459
ACK, 38
ACR, 69, 192, 196
ADPCM, 386
ADSL, 397
ADSP, 58
AFP, 58
AMI, 30
AMP STACK, 115
AMT, 280
AppleTalk, 57
Phase 1, 58
Phase 2, 58
Алфавитный указатель	545
ARAP, 57
ARCnet, 339
адаптер, 340
bus, 340
star, 340
активный хаб, 340
высокоимпедансные сети, -340
высбкоимпедансный
адаптер, 340
кабель, 340
коннектор, 340
контроллер сети, 341
конфигурирование, 340.
недостатки, 342	, ,
низкойМпедансные сети, 340 ,
низкоимпедайсный адаптер, 340
пассивный хаб, 340
право на передачу, 341 -
преимущества, 342
скорость передачи, 340
смешанные сети, 340
среда передачи, 340
терминатор, 340
типы кадров, 341
топологические ограничения, 340
топология, 340
звездообразная, 340
шинййя, 340
хаб, 340
ARCnet Plus, 342
ARM (SDLC), 370
ARP, 19,48,52
ASI, 31
ATM, 175,413	' ".
AAL1, 417
AAL3/4, 418
AAL5, 418
Classical TP, 424
LANE, 422
MPOA, 425
NNL 414
PVC, 415
QoS, 421
SVC, 415
UNT, 413
адрес, 419
адресация, 418
архитектурная модель, 416
заголовок, ячейки, 414	 .
интерфейсы, 413
качество обслуживания, 421
классы сервисов, 417
ATM (продолжение)
многоадресные передачи, ‘
оборудование, 425
сигнализация, 421
соединения, 420
- тип сервиса, 415
уровни адаптации, 417-
установление соединения,
эмуляция локальных
сетей, 422
ячейка, 413
АТР, 58
attenuation (Att), 65, 192, 19
AUI
•	интерфейс, 249
порт, 76
AWG, 71
в .
B8ZS, 31	,
backbone, 440	* -
balanced cable, 84
balun, 81,88,117
basic link, 209	-•
baud, 29,	’
BayStack, 516
BD (домовой
распределитель), 183
beacon, 285	. •<.
Pell 103, 388	.
Bell212A, 388
BISDN, 413
btt ’	'
rate, 35
stuffing, 28, 368
time, 242
blade, 120
BNC, 78, 79
BOD, 371	‘	,
bonding, 187
Boot ROM; 262, 475
BootP, 47; 470- •
Bootstrap,1 475 ’	1
box, 214
BPDU, 277
bps, 386
braid, 86
BRI, 399
bridge, 24, 432
broadcast, 443	1
•	address, 246
bt, 242
546 Алфавитный указатель
building	DCE, 348
distributor, 183	.	delay, 36
entrance, 187	Demand Priority, 335
burst transfer, 39	desktop switch, 439
bus master, 263	DHCP, 47
bypass switch, 142, 318	dial-up, 374
c	direct routing, 48 diskless station, 476
cabinet, 213 ,	Distance Extender, 281
cable management, 214	DIX, 241
Caller Id, 377	DMD, 133
campus distributor, 184	/DMI, 473
CAN, 14	DMTF, 473
CATV, 397	DNS, 51, 54
CD (кампуспый	drain wire, 86
распределитель), 184	dRMON, 461
CDDI, 315	DS0, 381
Champ 5, 111	DSAP, 22, 248
channel, 188	DSR (цепь), 357
channel link, 209 <	DSU, 384
CheaperNet, 74, 80, 252	DTE, 348
checksum, 37	DTR (цепь), 357
CIDR, 44	dual homing, 323
classless addressing, 44 CMIP, 18,459	E
Collapsed backbone, 442	El, 381, 385
community, 465	• earthing, 187
concentrator, 432	ECC, 38
configuration management, 459	EDFA, 136
connection hardware, 62	' EIA/TIA-232-D, 20
cord, 61		EIA/TIA-232-E, 358
core, 130	EIA/TIA-561, 358
CORELINK, 150	. EIA/TIA-568-A, 204
coupler, 142, 319	EIA/TIA-569, 181
cps, 386	>	,	EIA/TIA-570, 181
CRC, 37	EIA/TIA-574, 358
crimp tool, 232	EIA/TIA-612, 364
crimper, 232	EIA/TIA-613, 364
cross-connection, 186, 225	ELAP, 57
cross-wire, 224	ELFEXT, 68
CSMA/CA, 27	' EMD, 133
CSMA/CD, 27, 242	EN 50173, 182
CSMA/CR, 402	enclosure, 214
CS-MUX, 330	equipment
CSU, 384	cord, 225
CTS (цепь), 356	room, 187
D	error ratio, 36 ETAP (коннектор), 80
DAC, 317	Ethernet, 241
DAS, 317	100 Мбит/с, 257
DC Resistance, 70	1000 Мбит/с, 260
DCD (цепь), 357	lOOOBaseCX, 261
Алфавитный указатель 547
Ethernet (продолжение)	, J*»,’ Etheipet{продолжений)
lOOOBasel.H, 175,261	.*.Н, ч	ЛеМ 2.45 ,	 Ч w-w • m
lOOOBas'eLX, 261 .	• г е-	5 lOOOBaseSX, 175, 261,.: s	-!- lOOOBaseT, 225, 230^61’ V?- lOOBaseFX, 175, 2®'” f > « • lOOBaseSX, 259 г ..г- X 100BaseT4, 258	-TS, 245'-	.-..V’ '!/' undersized frame, 244 a unicast address, 246	. ’	•  <- vl.O, 241, 243, 244	' v2.0, 241, 244 автоизоляция порта, 269 
lOOBaseTX, 258 - ;’* . ' / ••• ' 10Base2, 252 Aw 10Base5, -249 д	;	'	адаптер, 264 AUI, 264	•  BNC, 264	'	. 
lOBaseF, 256 /*	, : lOBaseMB, 257 lOBascFL, 256 lOBaseFP, 257 • lOBaseT, 253 alignment error, 244 AUI, 249	. ,	• bit time, 242	. । ।, 1	Combo, 264 •	- TP, 264 , выбор, 267 интерфейсы, 264	•->	 - 1 конфигурированье,. 265 - -	 - ресурсы, 265	-	 ' серверный, 264	• ‘ • адрес	.'«	• -г
broadcast address, 246	' .групповой, 247	'	' -
bt, 242	,’iZ > collision window, 245 \ 2 f ’Aj- : CRC	v,	j error, 244	-	' • 4- код, 244, 247	,	.Э"' DIX, 250	w.c. \	источника кадра, 244, 247	' - • .-пазйтения.кадра, 244, 246  • уппкадьный, 246.247 ' 1пироковеи1атель11'ьп1.246. 247  - адресация кадров, 248 ‘ФЛ ' ' «болтадийй; яайрН 244ч	.
FCS, 247	•	• - 4 FLP, 259	*	• . че.4 ?' . FOIBL, 256-.„fc- j,  •	: full duplex, 256 v	6,1 full step signal. 243,- ' г л»,	fl half step signal, 244	J J- ’li"’' . hearthit, 244	;•	*2 . ,  >	«вампир»,. 76, 250 ' • v‘- • < время двойного оборота,-' 245 гибридный, 81	• детектор коллизйй, 243	•• ' длинный кадре 244 »	• > ‘ ‘ домен коллизий,' 242, 269, 270 >'  градйщы,  274	•'
IEEE 802.3/ 241	4. -  -> n'C	диаметр/ 246	' •
IPG, 244	*	• i ’ ' '• Jabber, 244	-<	r.' ':: ’  jam, 245	t - later collision, 245	• long frame, 244	*> .	 1 МАС-адрес, 246	• ‘ MAU,. 249	. . MH. 257	- multicast address, 247'- • , •.	размер, 245	’	С, д число узлов, 249, 270, 281	', *1 ’ доступ к среде передачи, ’245 заголовок кадра, 244	- • заземление, 253 - и > ->  ’ '*•,	‘ заполнитель кадра, 244  2	> • затор, 245 .		, интервал от&рочки, 245 '	• интерфейс AUI, 250
NIC, 262	' . •.> NLP, 253 , -	интерфейсная карта, 262 ’’	- ' кабель
oversized frame, 244 repeater, 268	< -< ’ round trip time, 245	-  • . - ?	перекрестный, 254 •’ .> • - • . < прямой, 254 трансиверный (спуск), 76	1
runt frame, ’ 244	.	-	. • - •	кабельный сегмент, 74 ‘
SQE, 244 '	кадр, 242	 
tap-адаптер, 76	'	‘	Ethernet 802.2, 246,248 	 .
ThickNet, -249	-4. / .	. Ethernet 802.3. (raw); 246.248'	' -
548 Алфавитный указатель
Ethernet {продолжение)
Ethernet II, 246, 248
Ethernet SNAP, 246, 248
для IPX/SPX, 249
коллизия, 242
обнаружение, 253
обнаружение в режиме
передачи, 243
обнаружение в режиме
приема, 243
обнаружение повторителем, 243
поздняя, 245
комбинированный сегмент, 252
коммутатор, 270, 437
концентратор, 267
короткий кадр, 244
манчестерское
кодирование, 243
межкадровый зазор, 244
микросегментация, 270, 437
мост, 270
объединение с Token Ring, 311
ограничения топологии, 269
окно
коллизий, 245
тестирования детектора
коллизий, 244
оптический, 171
ошибки кадров, 244
передатчик, 243
повторитель, 251/268
100 Мбит/с, 260
обнаружение коллизий, 243
полный дуплекс, 256, 270
поля кадра, 247
порт
AUI, 251,268
BNC, 268
MDI, 254
MDIX, 254
МП, 268
RJ-21 (Telco), 254, 255
RJ-45, 254, 268
UpLink, 254
оптический, 268
правило
«4 хабов», 256
«5-4-3», 251
преамбула, 244, 246
приемник, 243
прокалывание кабеля, 250
пропускная способность, 249
Ethernet {продолжение)
пространственные
ограничения, 245
разделитель начала
кадра, 244, 246
сегментация, 270, 437
сетевой адаптер, 242, 262
сеть
коммутируемая, 437
магистральная, 440
на витой паре, 436
на коаксиале, 435
размер, 281
с разделяемой средой, 435
согласование режимов, 259
соединение
повторителей, 269
коаксиала и витой пары, 81
стандарты
1 Гбит/с, 261
10 Мбит/с, 249
100 Мбит/с, 257
стационарная проводка, 80
тайм-слот, 245
терминатор, 243
тип адреса, 247
толстый, 74
тонкий, 78
топологические ограничения, 274
10 Мбит/с, 251, 252, 255
100 Мбит/с, 260
трансивер, 76, 242, 244, 249
многопортовый, 250
увеличение длины сегмента, 243
форматы кадров, 246
хаб, 269
EtherTalk, 57
ЕТХС (цепь), 357
F
Fast Ethernet, 241, 257
повторитель, 260
класса I, 260
класса II, 260
топологические ограничения, 260
Fast IP, 264, 447
fault management, 459
Fax
Gropp I, II, III, IV, 389
Group III, 388
fax-modem, 385
FC (коннектор), 154
Алфавитный указатель 549
FCAL, 334 *
FD (этажный распределитель), 183
FDDI, 175
beaconing, 328 s
connection management, 326
DAC, 317
DAS, 317
DPG, 331
dual homing, 323
early token, 329
extended dialogue, 329 ‘
frame services, 325
HMUX, 330
HRC, 330
IMAC, 330
LCF-PMD, 316
MAC, 315
MIC, 320
MMF-PMD, 316
non-restricted token, 330 . " ‘
PHY, 315	.	. •
PMD, 315
restricted token/ 329 “
ring management, 326
SAC, 317
SAS, 317
SMF-PMD, 316
SMT, 315
Station Management, 325
TP PMD, 316
WBC, 331
адаптер’, 331 ’ -
адрес, 324
аттенюатор, '31-8
бакен, 328	1 -	,
время обращения маркера, 330 •
гибридный режим, 330	•  ‘
дублированное подключение, 323
изохронный трафик, 330
Инициализация
кольца, 328	< 
станции, 326
инкапсулирующий мост, 332
интерфейс TP-PMD, 321
кабель TP-PMD, 321
кадр, 324
кольцо	'	’ '
двойное, 321
двойное с деревьями, 323
одинарное, 323
свернутое, - 322
компоненты стандарта, 315 
FDDI {продолжение)
конфигурация’ , I • ' ’
при инициализации’,' 327''
Концентратор, 318, 331
логическое кодирование, 316
маркер, 324
мост, 331,
неограниченный маркер, 330
оборудование, 331
обходной коммутатор, 318
< ограниченный маркер, 329
одинарное дерево, 323
передача данных, 329
повторитель, 318
порт
А, 319
В, 319
М, 319
S, 319
посылки, 324
приемопередатчики, 316
разветвитель, 319
разрыв кольца/ 328- > • • ’ , >
ранний маркер, 329
распределение полосы
' пропускания, ‘328 : -
расширенный диалог, 329
реконфигурирование кольца, 328
самовосстановление, 328
связь с Ethernet и Token Ring, 331
синхронизация, 316
соединение портоЬ, 320 • ‘
состояния станции, 327
станция, 317
класса А, 317	•	• 
класса В, 317
таймер TRT, 328
типы портов, 319
топологические ограничения,’ '314
топология, 316, 3J7, 321
транслирующий мост, 331
трафик
асинхронный, 329, 330
синхронный, 329
управление, 325
управляющие кадры, 326
физическое кодирование, 316
форматы кадров, 325
цикл, 330
FDDI-II, 330
FDDITalk, 57
FDM, 373 -
550 Алфавитный указатель
ferrule, 151 FEXT, 67 Fibre Channel, 334 адаптер, 334	'' коммутатор, 334 * концентратор, 334 маршрутизатор, 334 мост, 334 Firelock (сплайс), 150 firewall, 433, 453 FLAP, 57 floor distributor, 183 flow control, 38, 366 FM 0, 33 FM-адаптер, 164 foil, 86 FOIRL, 256 frame, 242 Frame Relay, 411 виртуальная цепь, 411 заголовок пакета, 412 недостатки, 411 оборудование, 412 FTAM, 18 FTP, 18, 53, 87 full duplex, 35, 256	• * ’	‘ IDC, 90 IEEE 802.10, 22	i ’ IEEE 802.il, 23 IEEE 802.12, 23,335 IEEE 802. Id, 21,270,276 IEEE 802.1h, 21 IEEE 802.1p, 21 IEEE 6d2.1q, 451 IEEE 802.1Q, 21,450 ‘ . IEEE 802.2, 21 > IEEE 802.3,' 20, 22, 241 IEEE 802.3ab, 261 . IEEE 802.3u, 257 IEEE 802.3x , 274 IEEE 802.3z, 261 IEEE 802.4, 22, 333 IEEE 802.5, 20, 22, 285 IEEE 802.6, 22	‘	, IEEE 802.7, 22 IEEE 802.8, 22 IEEE 802.9, 22 IEEE 802.x, 21 IGMP, 49, 50, 52 >  impact tool, 119, 232 impedance, 64 indirect routing, 48
G G.703, 384 G.703.1, 384 G.711, 374,381 G.723.1, 393	- - G.729A, 393	, , GAN, 14	'	 gateway, 41	. Gigabit Ethernet, 225,230,241,260	indoor, 146	1 ' • interconnection, 186,225  . intranet, 14 IOLA, 335 IP, 19,52 Datagram, 40 DNS, 51 gateway, 41 '	,, host, 41	* indirect routing, 48 '
H half duplex, 35 handshaking, 38 HDB3, 31 HDLC, 367 HDSL, 397 host, 41 HRCFDDI, 330 HSSI, 345, 364 HST, 388 HSTR, 306 hub, 269, 432	multicast, 44,49 router, 48	'	‘ routing, 47 supernetting, 44 TTL, 42,48 v.4, 41 v.6, 43 адрес, 43 i групповое вещание, 49 дейтаграмма, 40 заголовок, 41 классы адресов, 44, 46 маршрутизатор, 48
I ICMP, 52	маршрутизация, 47 маска подсети, 45, 46 непрямая маршрутизация, 48 •
I
Алфавитный указатель
IP (продолжение)	,	ISO 4903, 362
подсети, 44	• ' < 1! префикс адреса, 43		!Я< прямая маршрутизация, 48	г реассемблирование, -42	л/- сегментация, 42,53	АЬл. хост, 41	• ЛФЧ хост-часть адреса, 43	- < •'"'Р д шлюз, 41	* ‘	ч. “ IPX, 19,54	'	. IР-тунпели, 56	1 ’	'	•	' ”,J'» адрес, 55	ж	./ ? :> конфигурирование, 55	>•-'>'*' •' '* маршрутизация, 55 ‘	! .4 фильтрация, 56	'<< формат пакета, 55 ' • ft'	5 '.г IPX/SPX, 54	' ,Т	И. > 1Р-телефония, 392	*£<	‘'< IS (цепь), 357	7 ISDN, 398	>	•' ‘ИГ- ’V •- BRI, 399	; ч	В-канал, 399	 > • i -•' f  г-- : •	ISO 8482, 352		' . > / I ! ISO 9314, 315	г,  ISO 11801, 182 > 1 дополнения (PDAM-3), 204 ' jabber, 244 jitter, 289'	- jumper, 61, 224 jumperless, 266	 1 К	i K56flex, 388	J • • KATT (коннектор), 94	-	1/ key system, 380	•	c L	ЛЧ- LAN, 14 Modem, 513 	.	. . < < r • LANE, 422	- -	» LAN-LINE (коннектор), 80	‘ . 9 "
D-канал, 399	* *«' Л <‘f l,  NT-1, 400	' A	J-U NT-2, 401	 PRI, 400	>> v. К	’< TA, 401	-V , .. ... , TEI, 401	; - 'ж , TE2, 401	,	4.	 U-интерфейс BRI, 401	‘	/« U-интерфейс PRI,' 402	й ' > ! видеотелефон, 401	•'M."-> - 	идентификатор	i'*	s сервиса, 406	’ устройства, 407	' < * • интерфейс, 399,400, 401- ь •  S/T. 400, 402	’ ' -U, 400, 401, 402	: г	LAN-модем, 433	 • • m. LAPB, 370 •	' ’	, '	. . , Layer 1 VLAN, 449 Layer 2 VLAN, 449	' 4’ < » : Layer 3 VLAN, 449 LCL, 69		Ji' LCP, 370 leased lines, 379	’•	'	• LED, 137	' '	«' LightCrimp (коннектор), 152	г link, 188	‘T"' LinkSafe, 279 LLAP, 91	' LLB (цепь), 357 ' 1 LLC, 20	-	. lobe cabling,. 286
V, 401	"4 .: >• маршрутизатор, 400; 405' • ' «модем», 404	 ‘	’  оборудование, 403 передача данных, 406	' сетевое окончание, 404	• соединение > =	'	. 2-й уровень, 407» ; '• ’ ж- 3-й уровень, 408 термииаЛвгый -адаптер,-400	, , •• типы сервиса, 399 г цифровой телефонный- аппарат, 404- '	я • ISL, 306 - " -	-	lobe port, 285	' LocalTalk, 57 ' loose tube, 145	  LSZH, 234 M MAC (FDDI), 315 MAC (подуровень), 20	‘  МАС-адрес, 246	' - Magic Packet, 474 MAMI. 31	, a MAN, 14 management, 274	i mark, 351	>
552 Алфавитный указатель
MAU (Ethernet), 249	OFN/OFC (кабель), 147
MAU (Token Ring), 284	• •  *	OFNP/OFCP (кабель), 147
MCP, 133	OFNR/OFCR (кабель), 147
MDI, 254	OnliNet Basic, 488
MDIX, 254	OPTI-JACK (коннектор), 155
media converter, 289, 432	OptiSPEED LC (коннектор), 155
MIB, 458,465 <	OSPF, 45, 54
MIB I, 465, 466	OTDR, 171
TMIB Ii; 465, 466	outdoor, 146	'
MIC (FDDI), 320	*
MIC (Token Ring), 288	p
Mil, 257	packet capture, 467
MLPPP, 371	PAM 5, 33
MLT-3, 31	PAP, 58
MMF, 130	parity check, 37
MMJ, 102	partitioning, 269
MNP-x, 389	patch cord, 93, 225
modular	PBX, 380, 401
jack, 102	- PCM, 374
plug, 102	PDH, 382
MSAU, 284,539	PDS, 90
MSD, 476	performance management, 459
MT-RJ (коннектор), 155	permanent link, 188
multicast, 44, 49, 444	PG (цепь), 356
address, 247	. PHY (FDDI), 315
MultiLink, 308	,	*	Picahond, 114 7 pig tail, 165
N	PiMF, 87	' ‘ ’
NA (апертура), 130	'	plenum, 233
NACK, 38	PMD(FDDI), 315
NADN, 286	4	' POF, 177
NAUN, 286	policy based VLAN, 450 -
NBP, 58	port mirroring, 461
NCP, 370	j	Port Trunking, 279	• 
NetBEUI, 18, 54 ’	port-based VLAN, 449	f
NetBIOS, 18	PortSwitch hub, 438	*
NEXT, 67, 192, 196, 197, 210	POTS, 372
превышение (запас), 197, 222	-' PowerChute, 488
NFS, 54	, PowerSum, 69,85
NHRP, 447	. PPP, 870
NIC, 262	preamble, 244
NLP, 253	PRI, 400
NMM, 469	propagation
NMS, 464	delay, 70
NNI, 414	skew, 70
NRM (SDLC), 370	protocol based VLAN, 449
NRZ, 32	PSELFEXT, 69
NRZI, 32	PSNEXT, 69
NS (цепь), 357	PSTN, 372 pulse dialing, 375
0	PVC, 410
OC-n, 383	Pypelihe, 111
Алфавитный указатель	553
Q
QoS, 35,421
R
raceway, 214'
rack mounted, 212
RADSL, 397
RARP, 52
RAS, 454
RC (цепь), 357
RD, RxD (цепь), 356
receptacle, 151
Remote
Boot, 475
Reset, 475 .
WakeUp, 474
repeater, 24, 268, 432
Resilient link, 279
Return Loss, 66
RG-58, 78
RG-8, 74
RI (Цепь), 357
RIF, 301
RIP, 45,53
riser, 234
RJ-11, 102,103,221,374,391
RJ-14, 103
RJ-21, 111,112,254
RJ-25, 103
RJ-45, 102,221,254	"
100BaseT4, 258
lOOVG-AnyLAN,. .336 « i
lOBaseT/lOOBaseTX, 254
ISDN, 402	F-*'	<
RS-232C, 358	>	-
\ TP-PMD, 321	,	' 
RJ-61, 103
RL, 66, 191 '
RLB (цепь), 357	,	.
RMON, 466
alarm, 467
event, 467
filter, 467
history, 467
host*, 467
HostTopN, 467
matrix, 467
packet capture, 467
probe, 461
statistics, 467
Token Ring, 467
группы, 467
(RMON2, 467	1 ,
, группы, 468 , з । s ,,	' f
router, 25,48,433	।	* 1
routing, 47
RPC, 54
RPL, 475
RS-232C, 345, 350, 355, 356, 358, 462 • ,
уровни сигналов, 351
RS-422, 350,352,353,354
RS-423, 350
’ RS-449, 345, 360
RS-485, 345, 350, 352, 353, 354
RS-530, 345, 361
RTS (цепь), 356
RTS/CTS, 38
RXC (цепь), 357
RZ, 32
s
' S/UTP, 87
• Slid
> <	дисконнектор, 93
к, коннектор, 90 Л, u*	,
* •,<*,	тестовые адаптеры, 93	>	,
8210
коннектор, 91
S66
аксессуары, 96
f'	< >i защита, 97
I , коннектор, 95
SAC, 317ч .
SAS, 317
SC (коннектор), 154
SC (цепь), 357
’SCDC (коннектор), 155
scrambling, 30
screen, 86
SCS, 179 -
С,-ТР Я7
SDH,’ 175,383,384
SDLC, 367
SDSL, 397 '
SecureFast,, 280
security management, 459
segmented hub, 275
Self-Healing Driver, 264
SF (цепь), 357
SFTP, 87
SG (цепь), 356
shared cable, 222
shield, 86
SI (цепь), 357
4
554 Алфавитный указатель
simplex, 34 SMF, 130	’	| Tagged VLAN, 264	(	* 1 Тар-адаптер, 76	‘
SMT (FDDI), 315	 - •	,	ТС (телекоммуникационное помещение),
SMTP, 53	183,187	•	
SNAP, 248	TONS, 176,342	a '	:
SNMP, 18,54,462,464	TCP, 19,53		'
community, 4-65	Socket, 53	5
MIB, 465	TCP/IP, 40	' ’
MIB I, 465	стек протоколов, 52 .	•	,
MIB II, 465	TCU, 286	'
RMON, 466	TD, TxD (цепь), 356.	; :<’• -
trap, 464	TDM, 374/381 ’ ’
асинхронное сообщение, 464	. TDR, 83
прерывание, 464 	>,	Telco, 111,225,254	g 
сробщепие, 465	. telecommunication	:	" »'•
soft configuration, 266	, .	- ' '	closet, 183, 187	-	1   ' 1
SoftModem, 392	outlet, 183,205,211
solid, 89	'	Telnet, 18,53,462	> 
SONET, 175, 383, 384	Tel-Splice. 115 ’
space, 351	•	'	  '	TFTP, 53,-470 •	' 
Spanning Tree, 276	thick Ethernet, 74	'
SPX, 19	ThickNet, 249		, .u
SQ (цепь), 357	ThinNet, ,252	.	, •	
SRB, 24, 301	TIA/EIA-568-A-1, 21L	• s > ’
SS (цепь), 357	. TIA/EIAr5H-W2tr-	1
SSAP, 22,248	TIA/EIA-568-A-3, 212	'^6	-
SSL, 18	. - i. •' r	• TlA/felA-568rA-4, -212 -	••
SSTP, 87	.	-	TIA/E1A-568-A-5, 212- ' > '   >
ST (коннектор), 153 -		- 1	TIA/ElA-606, 181,228’-	 '
STA, 276	•	'   ' >	TIA/EIA-607.' 181' - *	 - !.  ’
STM-n, 383	’	! store and forward, 270	’	 	tight buffer, 145 .		- TLAP,-57- ! •	Л-. i
STP, 87	. TM (цепь), 357	• - - л - - f ;
STP (протокол), 276	•	TMD (цепь). -357 •• -
STP Type 1, 84	. TO (телекоммуникационная
stranded, 89		.		, розетка), 183	'•
stripper, 232	. token, 284	’•	'
structural return loss, 66	:	. i ’	Token Bus, 333	•’	• ‘
STS-n, 383	. .	token passing, 340	- • ’* • 'l 1
subnetting, 44	, ' - ,	<	Token Ring, 284	’ -	-
supernetting, 44	, .	. . 	100 Мбит/с, 306 :	’
SuperStack II, 502 surge, 483	. DB-9, 288	 ‘ MAU, 284		- . ,
SVC, 409	4 ' ,	MIC, 288	’	- , i'i’*
switch, 25, 270, 432	 MSAU, 284,285,539	1
SYSTIMAX, 222, 496	MultiLink, 308	. ' NADN, 286	' -
T	NAUN, 286
Tl, 381, 385	RIF, 301,302
T568A, 103, 220	• • , •	RMON, 467
T568B, 103	:	Spanning Tree, 312 ’	
tagged frame, 450	. - »-		SRB Switching, 303
Алфавитный указатель 555
Token Ring (продолжение)
SRS, 304
SRT, 304
ТВ Token Ring Switch, 304
TCU, 286
VLAN, 305
адресация, 290
активное оборудование, 30i7 ‘	.
активный монитор, 284, 296, 298 . . • ‘
' алгоритм бакенов, 300
байт управления доступом, 290	,,
байт управления Кадром,,-S90
бакен, 285	г*
виртуальная сеть, 305
виртуальные локальные сети, 305 >
включение станции в кольцо, 299
ВЛС, 305
групповой адрес, 291
дрожание сигнала, 289, 308
заполняющая последовательность,’ 292
кадр, 291	-	>
коммутатор, 303, 309
конвертор среды передачи, 289	«
коннекторы, 287
концентратор, 285, 308
активный, 308
интеллектуальный, 308	.  • .
пассивный, 308
сегментирующий, ;308 >. • - ,
магистральный кабель, /286,'287'
маркер, 284, 291	' 1
маршрутизация от источника, 301
микросегментация, 303  ,
монитор ошибок кольца (REM), 295,.
296
мост, 301, 309
SRT, ,312
номер кольца, 303
объединение
колец, 310, 311
с Ethernet, 311
ограничения, 285
определение конфигурации, 300
оптика, 175	*
очистка кольца,: 299 ’	, .	5 .
ошибки,' 292, 290	, ,
передача кадра, 292
повторение кадра, 292
полный дуплекс, 290 
порт
RI/RO, 286
ответвляющий (lobe), 285
Token Ring (продолжение)
построение сети, 309	“	, .
преимущества, 285 '	*.	'
прерывание, 292
приоритеты, 294
радиальный кабель, 285, 287
раннее освобождение маркера, 293
f распределенное .кольцо, 310
резервный монитор, 284, 298
самопроверка и восстановление, 300
сегменты, 301
сервер отчетов о конфигурации (CRS),
' 295,296
сервер параметров кольца (RPS), 295,
296
сетевой адаптер, 307
скорость передачи, 285
соединение коммутаторов,'31Г
состояния приемопередатчика, 292-' <
среда передачи, 285, 288, 289
таймеры, 293
типы МАС-кадров, 297
топологические ограничения, 288
транслирующий мост, 312	:
удаление кадра, 292	•	• >
управление кольцом, 295
 управление сетью, 296
физическое кодирование, 289
формат посылок, 290, 292
эластичный буфер, 289
TokenTalk, 57
tone dialing, ‘376
ТР (точка перехода), 184
TPDDI, 315
transition point, 184	'
transparent bridge, 270
trap, 464
TSB-67, 209
TSB-72, 210
TSB-75, 211
TSB-95, 211
TTL (поле), 42, 48
twinaxial, 61
TXC (цепь), 357	'
и
U (unit), 213
UADSL, 397
UDP, 19,53
ULTRAsplice, 150
UNI, 413
unicast address, 246	'
556	Алфавитный указатель
UPS, 485 Line-Interactive, 485 Off-Line, 485 On-Line, 485 аккумуляторы, 487	< интерфейс управления, 488 параметры, 486 планирование включения и выключения, 487  подключение,, 489 • программная поддержка, 488 телеметрия, 487 USOC, 103 UTP, 86	wireless, 455 WOL, 474 workgroup, 437 X X.121, 410 X.20bis, 356 X.21, 345,362 X.21bis, 356 X.25, 408	x • PVC, 410 • SVC, .409 виртуальная цепь, 409 недостатки, 411	,
V V.10, 356 V.ll, 352,356 V.17, 388 V.21, 388	. V.22, 388 V.22bis, 388 V.23, 388 V.24, 356 V.27ter, 388	, V.28, 351,356	< . , , s v. V.29, 388	< , V.32, 388 V.34, 388 V.34+, 388 V.35, 345, 363 V.36, 360 V.42, 390 V.90, 387 V.90 (x2), 388 VDSL, 397 VF-45 (коннектор), 155 VLAN, 305, 449	.... voice modem, 386 VPN, 154	,	'	преимущества, 411 - X.27, 352	, X3T12, 315 X3T9.5, 315 X-Jack, 392 XON/XOFF, 38, 366 ХТС (коннектор), 154, z ZIP, 58	, A •	абонентская телекоммуникационная розетка, 183 автоматическая коррекция полярности пар, 275 ’	, автоматический выбор режима, 275 •	выбор,скорости, 275 ‘	, - • агент, 458 SNMP, 464	- ,	, .«г * адаптер lOOVG-AnyLAN, 338 384А, 117 ' ARCnet, 340 balun, 88, 117
w Wake On LAN, 262, 474 WBM, 471	, , ' , WDM, 144 Web интерфейс, 462 управление, 471 Win Modem, 392 wire speed routing, 447 Wired for Management .	; (WfM), 474,,	‘	, ...	bus master, 263 Ethernet, 242, 262	, FDDI, 331 Fibre Channel, 334 FM (оптический), ,164 SI 10 тестовый, 93 . Token Ring, 307 бесп{5оводной, 455 волновой, 87, 116, 187 для модульных розеток, 116 обнаженного волокна^ 165 подключения к ISDN, 404 .
Алфавитный указатель	557
адаптер (продолжение)
сетевой, 242
ЗСот, 513,515
терминальный (ISDN), 400, 401
АДИКМ, 386
адрес
ATM, 419
Ethernet, 246
FDDI, 324
IPX, 55	/
Token Ring, 290
групповой, 247
сеть X.25, 410	 • *‘
уникальный, 246
физический, 444	-• '*
широковещательный^ 246
адрес IP, 43
классы, 44
подсети, 44
префикс, 43
форма записи, 45
хост-часть, 43
адресация
ATM, 418
Х.121, 410
АКД, 348
алгоритм ST А, 276	' 1
АОН, 377
АНД, 348
апертура числовая, 130
аппарат телефонный, 375
аппаратная комната, 187, 228
аппаратное управление потоком (RTS/
CTS), 366
аппаратный принт-сервер, 430
аппаратура
высоковольтная, 491	'
канала данных, 348
Передачи данных, 348, 429
соединительная, 62, 90, 198, 199, 200
тестовая и измерительная, 232
удаленного доступа^ 453, 455
аппликатор, 121
асинхронная передача, 35
асинхронное сообщение SNMP, 464
асинхронный режим, 346	♦
аттенюатор, 141, 165, 318 ’
аудиокодек, 393
Б
базовая линйя, 180, 188, 209
безопасность*, 459' ‘
беспроводна^ связь, 455
бит паритета, 346 J • • *
бод, 29,386	•	• *
брандмауэр, 433, 453
буферное покрытие, 130
бюджет мощности, 140
В
«вампир»; 76
варистор, 484
видеотелефон, 404
вилка
КАТЕ 94
Krone,' 98, 99
RJ-45, 107
SI 10/210, 93
Telco, 96
для коммутационной* панели, 225
коаксиальная, 74
модульная, 102, 107
для одножильного и многожильного
кабеля, 108
совместимость с кабелем, 219
установка, 108, 122
оптическая, 151, 206
экранированная, 119
виртуальная цепь
ATM, 415
Х.25, 409
виртуальные
локальные сети, 305, 449
частные сети, 454
витая пара, 84, 190
импеданс, 87
кабель, 85
неэкранированная, 86
провод, 85
шаг скрутки, 88	1 *
" экранированная, 87	‘
электрическая длина, 88
ВЛС, 264,305,449
802.1Q, 450
ISL, 306
аутентификация, 450
для кадров группового трафика, 449
идентификатор, 450
маркировка кадров, 450
по портам, 449
по правилам, 450
' по спискам МАС-адресов, 449
по типу протокола, 449
соединение коммутаторов, 450
55В Алфавитный указатель
возвратные потери, 66; 191
волновое сопротивление, 64 	>,
ВОЛНОВОЙ	' '	•’ !
адаптер, 87, 116, 187
мультиплексор, 144
волокно, оптическое, 130	•
время двойного оборота, 281
вставка бит, 28, 368
входящие звонки (dial-in), 454
выделенная телефонная линия, 379 •
Г
гальваническая развязка, 351 ’
токовая петля, 355
гарантированный1 сервис, 17 >
Гнездо TCP, 53	' , ,
голосовой модем, 386	1
горизонтальные кабели, 188
групповое многоадресное • - < >
вещание, 444
д
дерево, 26
остовное (покрывающее), 276. >
детектор	•	 . . t ;
излучения, 138	 > :л.~,
коллизий, 243	'• лил.
дисперсия,. 132	•	> ..
волноводная, 132	
материальная, 132
модовая, 132	<	»
молекулярная, 132 - . • -	,
спектральная, 132	с 
диэлектрическая прочность, 72' :
домен	' •
DNS, 51	• и , . . . -
коллизий, 242, 269, 270; 281 .  •
границы, 274	, • . • <
размер, 245
маршрутизации от источника •
(SRB), 312	 
широковещательных , . > 1
кадров, 449	.	.
пакетов, 444	.	. .'
сообщений, 306	
доступ, удаленный, 453	.
драйвер, самоизлечивающийся, 264 
дублирование информации, 36 . - 
3
заголовок IP, 41
загрузка, удаленная, 262,t475> i'- i . •
задержка	-	► г,
дифференциальная йойовая, >4-Й,п>
доставки данных^ 36	• ’ , > •  • .
распространения сигнала, 70, 193
заземление, 187, 200, 479; 490' А -
IEEE 802,3, 492	'А
аппаратуры на UTP, 491 > НА
коаксиального кабеля,А490А *
электропитание,' 479	' Щ
зануление, 480
затухание, 65, 134, 192, 194, 19ft ' А
208,210	щ.-
погонное, 65	' ‘	1 ’ , • . 
звезда, 26	' •	'-t
звездообразная магистраль, <441." • Д
зонд RMON, 461, 468	>. *А ' >
и	/ а;> 7-',
ИБП, 485	
Line-Interactive, 485 !‘	;
Off-Line, 485	'•* • - . - , .;
On-Line, 485	А:-
аккумуляторы, 487 А ‘
интерфейс управления, 488- , !.
параметры, 486	' -А А >, < •
* 'Йотирований йклктммя' - s
и выключений', >487. '<•-
подключение, -489 • .	,	> •
программная'поддержка,1 488’. >
телеметрия, 487
идентификатор ВЛС, 450 ч
иерархия ’ ' - 	.< '
плезиохронных каналов,. ’382»	..
синхронных каналов, 383, 384  ь л
цифровых Каналов, 381
измеритель длины оптических > > щ ’
линий, 170 ’ • 1  : • п  >
изохронная передача, 35   . •  -  л
импеданс, 64
индикатор излучения, 170	1	?’•
инструмент	i i  " >	>
Krone, 121	г >< >
аппликатор, 121	*	• -L .:•>
для оптоволокна, 168.. . .. "
кабельный тестер, 124* '
клинок,? 120 '	.	• '.А
кримпер, 82, 1?2, 232	1 
обжимной, 122,232 	  -;
стрипер, 82, 232
ударный, 119,232	'		;
Интернет, 14	. •
Интернет-телефония, 392	•’ *
Алфавитный указатель 559
интерфейс
10QBaseT4, 258-	. ,
lOBaseT/lOOBaseTX, 254
ATM, 413
AUI, 249, 250
DIX, 250
DMI, 473	’ , , •_
HSSI, 345, 364
ISDN, 400,401	;	
RS-232C, 345, 350	• r t
RS-422, 350	-	•	-
RS-423, 350
' RS-449, 345, 360
RS-485, 345,350	’ .	.
RS-530, 345,361 ....
TP-PMD, 321
V.35, 345, 363
X.21, 345, 362
последовательный, 344, 347 , -
DCE, 348	- 
DTE, 348 •
АКД, 348 -
АПД, 348	.	
асинхронный, 34&
ООД,. 348 t .	-
синхронизация,? ,349 •-	-
синхронный,- .347 <
токовая петля, 354
управление потоком, 366
электрический, 350
, телефония,: 374	<
токовая идеи, 354
интерфейсная карта, > 262	-	’
интранет, 14, 439, 446	• •
информационная база-
управления, 465
источник излучения, 137
исходящее соединение (dial-out), 454
к
кабелепровод, 214
кабель, 60,85
lOOOBaseT, 261
100BaseT4, 259-
100VG-AnyLAN, 335,336
10Base2, 252
10Base5, 249
10BaseT/100BaseTX '	‘ ;
перекрестный, 254
прямой, 254
ARCnet, 340
AUI, 76	?. . ,
кабель (продолжение) .
drop, 76	ч. • >) 
FTP, 87 .
indoor, 219
ISDN, 402
LSZH, 234
outdoor, 219
PiMF, 87
plenum, 233
PowerSum, 85
RG-58, 78,252
RG-62, 340
RG-8, 74,249
riser, 234
S/UTP, 86
ScTP, 87
SFTP, 87
SSTP, 87
STP, 87
STP Type 1, 84
TP-PMD, 321
Type 1...9, 86
UTP, 86
абонентский,, 185
вертикальный, 183
витая пара, 84, 85, 88 -
гибкий, 89
горизонтальный, 183
жесткий, 89
импеданс, 87
калибр проводников, 88
категория, 85	* ,
коаксиальный, 72, 73
заземление,. 490	(
конструктивные требования, 194
магистральный (Token
Ring), 287
медный, 61
многожильный, 89, 201
многопарный, 68
нуль-модемпый, 359 „
одножильный, 89
оконцовка, 62	, <
оптический, 61
радиальный (Token Ring), 287
разделяемый, 68, 222
симметричный, -84
совместная прокладка питания
и телекоммуникаций, 496 *
спуск, 250
телефонный, 381
тип (по IBM), 85, 86 -  .
560 Алфавитный указатель
•г
кабель (продолжение)
трансиверный, 76, 250
цветовая маркировка, 89
электрические требования, 195
кабель оптический
breakout, 146
OFN/OFC, 147
OFNP/OFCP, 147
OFNR/OFCR, 147
внешняя оболочка, 146
внутренний,! 146
дуплексный, 145
многожильный, 145
наружный, ,146
пожарная безопасность, 147
прокладка, 148
с плотным буфером, 145
с пустотелым буфером, 145
силовые элементы, 145
симплексный, 145
спецификации, 147
универсальный, 146
кабель электрический
возвратные потери, 66
затухание, 65
параметры, 64		,
перекрестные помехи, 67
кабельная единица, 61
кабельная система
DataThin,' 233
Pypeline, 111
PypeLine CHAMP, 233
SYSTIMAX,' 222
абонентский кабель
(шнур), 185
администрирование, 228
аксессуары, 212
аппаратная комната, 187
базовая линия, 209
ввод в здание, >187
вертикальная, 183
витая пара, 190	,
внешние сервисы, 189
вспомогательные материалы, 217
гарантии, 234	, ,
горизонтальная, 183
горизонтальные кабели, 188
длина
кабелей, 187, 2Ц
каналов, 191
магистралей (568*А), 206
документирование, 228	,	• <
кабельная система (продолжение) ‘
домовой распределитель, 183
заземление, 187, 200
интерфейсы, 185
кабелепровод, 214
кабели и коннекторы, 218
кампусный распределитель, 184
канал, 188, 190, 209 \
канальная линия, 209
категория, 180
класс, 180
классы приложений, 190
конструктивные требования, 194
короб, 216
кросс-коммутация, 186
линия, 188
лоток, 217
магистраль, 222
магистральные кабели, 188
маркировка, 232
методика измерения
параметров, 201
модульная, 233
непосредствен ное
подключение, Ь86 - •
оптические соединения, 204
открытая, 179
параметры
кабеля, 207-
лйнии, 181
соединительной аппаратуры, 207
перечень приложений, 202
пожаробезопасность, 233
постоянная линия, 188
правила прокладки, 231	' •
практика монтажа, 230 
приспособления для монтажа, 231
проектирование, 218
пропускная способность, 180, 190
рабочие места, 220
раскладка Т568А/В, 220 >
распределитель комплекса
зданий, 184
рекомендованные кабели, 186
сертификация, 235
средства
маркировки, 217
организации, 214
стандарты, 179, 181
структура, 184
связей, 185
структурированная, 179, 184
Алфавитный указатель 561
кабельная система (продолжение)
телекоммуникациоинаяроэетка, • 183,
186, 220
телекоммуникационное
помещение, 83, W223
телефонная часть, 224
терминология стандартов, 205
тестирование, 202, 235 1 ‘
точка перехода, 184	'
труба, 217
экранирование, 118, 200, 201
электромагнитная
совместимость, 187
элементы, 183
этажный распределитель, 183, 186
кабельное телевидение, 117,397
кабельный
модем, 397
сегмент, 23, 74
тестер, 529
DSP-100, 124
для прозвонки, 124
элемент, 60
кадр, 242
' Ethernet 802.2, 246, 248
Ethernet 802.3 (raw), 246, 248
Ethernet II, 246, 248 ! •	« < • 
Ethernet SNAP, 246, 248 ’' • • ' ’
Ethernet, форматы, 246 •	'
FDDI, 324
FDDI 802.2,' 325
FDDI SNAP, 325
HDLC и SDLC,- 368
LAP-D, 406
PPP, 371
маркированный, 450
«тренировочный»
(lOOVG-AnyLAN), 336
канал, 190
DS0, 381
El, 381,385
Tl, 381,385
кабельной системы, 180, 188
оптической передачи, 129
плезиохронный, 381
телефонный цифровой, 381
канальная линия, 209
канальный уровень, 19
категория кабеля, 85
качество обслуживания ATM, 421
качество сервиса, 35
квитирование, 38	1	-
кодирование, 28
2H1Q, 33
4ВЖ 28	 •
4ВЗТ, 33
5В/6В, 28
8В/ЮВ, 28
8В/6Т, 28
AMI, 30
ASI, 31
B8ZS, 31	-
> FM0, 33
HDB3, 31 > ,
MAMI, 31
' МЕТ-3, 31
NRZ, 32
NRZI, 32 •
РАМ'5, 33
RZ, 32	' »:•
биполярное, 30	• -»’
вставка бит, 28	•	'
двухфазное, 30
логическое, 28 '	’	'
манчестерское, 31,243	•	
манчестерское	•
дифференциальное, 31
полярное, 30
, потенциальное, * 30
самосинхронизирующее, 30
сигнальное, 29
транзитивное, 30	•
униполярное, 30
физическое,' 29
коллизия, 242, 437
кольцевая магистраль, 441
кольцо
логическое, 26
физическое, 26
коммуникационное оборудование, 432
коммуникационный сервер, 454'
коммутатор, 25, 267, 270, 432
«настольный», 439
ЗСот, 509,510
3-го уровня, 447 "
АМТ, 280
Bay Networks, 518 ' '
Ethernet — ATM ЗСот, 511
Ethernet — FDDI ЗСот, 512
Ethernet/Fast Ethernet — ATM-ЗСот,
512
Fibre Channel, 334
Gigabit Ethernet ЗСот, 511
ISDN, 401
562 Алфавитный указатель
коммутатор (продолжение)	• 
LinkSafe, 279:.	,	<_
Port Trunking, 279
Resilient Link, 279
SecureFast, 280
STP, 276
второго уровня, 25	•
двухскоростпой ЗСот, 509
дублирование линий, 279
коммутационная матрица, 271. 
магистральный, 443
маршрутизирующий, 447 -	< , 
Bay Networks, 519	'	>
модульный, 272
неблокирующий, 271 
обходной, 142
объединение портов, 279	, :
объединяющая шина, 271
перегрузка, 274
производительность, 271, 273
рабочих групп, 437.
разделяемая память, ’ 272 .
с фиксированной Конфигурацией,' 272
Стековый, 273
Bay Networks, 519	- . 4
топология соединений! 276-. s
третьего уровня, 25	,	-
ЗСот, 511	, .	....
управляемый ЗСом, ,505	, ,
электронный матричный, 226
коммутационная	;,, ,
панель, 93 *	......
фабрика, 271	>
коммутационный шнур, 93 , •
коммутация
3-го уровня, 447
Ethernet, 270
SRB, 303	, , s ., ,
SRS, 304
SRT, 304	....	• >;
ТВ Token Ring, 304, . • ,
Token Ring, 303
абонентских розеток, 224, 225
кадров, 447
каналов (FDDI), 330
на лету, 271
пакетов, 408, 411	•
с промежуточным хранением, 270 ’
телефонная, 373
ячеек, 413
коммутируемая линия,. 374	, , .
коммутирующий маршрутизатор, •, 447 > 
комйактиая магистраль,^ 442 . н
компьютер, 429	I	ь L
бездисковый, 476 > 1 .	,
конвертор	!,
кабельный ЗСот,, 512 П ,  ‘
-'среды передачи, 289 ,5
конечная система, 429	• s
коннектор, 62
AMPCO, 110 '	-	'
AMP STACK, 115
ARCnet, 340	•	. i
BNC,. 78	•	•
-Champ 5, 111	- <
DB-25 RS-232C, 358 ,
DB-9 RS-232C, 358	< • - -
FDDI, 320	,	..	..
IBM, 109	.	/ 	'
KATT, 94		
Krone, 97	, »
FT 99
HighBand, 99-	.,	• i •
Series 2, 98	.	. .
аксессуары, 101	. >,’
инструмент, 121
MMJ, 102*!. , --.жг.ш'.;, *•..
N-<rnita;-'‘74
PDS, 90	- i
Picabond, 114	’. i
RJ-11, 102	.	,
RJ-21, 111, 112	,,  .
RJ-45, 102	>
RS-232C, 358		.
RS-232C (DB-25, DB-9, RJ-45), 358
S110, 90	' *
S210, 91	-	-
S66, 95
 Telco, 111, 225	. '
Tel-Splice, -115 -
Token Ring, 287 .
блок SI 10/210, 92		•
вилка SI 10/210, 93	>
коаксиальный, 74	’
модульный, 102	• 	,	. -
использование, 105
раскладка
Т568А, 104	.
Т568В, 105
сплайс электрический, 114 ш-
телефонный, 374
коннектор оптический, 151
FC, 154
FDDI, 154.	< .	j*-
Алфавитный указатель 563
коннектор оптический (продолжение)
fiber stub, 152
LightCrimp, 152
MT-RJ, 155
OPTI-JACK, 155
OptiSPEEDLC, 155
PC, 152	• -
SC, 154	...
SCDC, 155	•	 .
ST, 153	' •
Ultra PC, 152	” 	. */”
VF-45, 155	,	. - -
XTC, 154
дуплексный, 153	1 >' V.
многоканальный, 153 ' ‘
наконечник, 151	'•	' -
обжимная фиксация» 161 "	 l<
одномодовый, 153
полировка торца, 152
симплексный, 153
установка, 152; 156 ‘ " 
цветовая маркировка, ”153 •
эпоксидная фиксация;  152, 157
консоль, 462
консольное управление, 462 J
контроль
ЕСС, 38
достоверности, 17
избыточный циклический,* 37'
паритета, 37	,
контрольная сумма, 37
конфигурирование, 459	‘	'
lOOVG-AnyLAN, 337 ’
ARCnet, 340
jumperless, 266
soft configuration, 266	‘
автоматическое (РпР), 266 -
адаптера, 265
дистанционное, 470
концентратор, 267, 432
Ethernet, 267,	* 
Fast Ethernet, 268	 •
• FDDI, 318,331	1
Fibre Channel, 334. .
Gigabit Ethernet, 268
Token. Ring, 308
активный (Token Ring), 308
дополнительные возможности, 274
защита, 276
индикация
загрузки и коллизий, 274
состояния портов, 274
концентратор (продолжение)
интеллектуальный, 308 '	, >
конструктивное исполнений, 433 1
малогабаритный (мини), 433
модульный, 434
Мониторинг, 275 f
пассивный (Token Ring), 308
с фиксированной
конфигурацией, 433
стековый, 275,434
управляемость,' 274
формата’19 дюймов, 433
короб, 216
коробка
настенная, 214
оптическая распределительная, 166
кримпер, 82 '	1
кросс-коммутация, Т86, 225
кросс-панель, 92
Л
лавцнный диод, 138
лазер," 138	>	>
ЛВС, 14,73
ЛИНИЯ	'	’
базовая, 180
выделенная
двухпроводная, 379
Нагруженйая, 379
ненатруженная, 379
четырехпроводная, 379
широкополосная, 379
кабельной системы, 180, 188
постоянная, 188
короткая, 236
оптическая, 193
телефонная
аналоговая, 387
выделенная, 379
коммутируемая, 374
пригодность для передачи
данных, 386
физическая, 379 (
логическая
топология, 25
шина, 26
логическое
кодирование, 28
кольцо, 26
локальные сети, 428
локатор дефектов, 17b
лоток, 217 1	! ’
564	Алфавитный указатель
магистраль, 440
звездообразная, 441
кольцевая, 441
компактная, 442
со смешанной топологией, 442
стянутая в точку, 442
топология, 443
шинная, 440
магистральные кабели, 188
магистральный коммутатор, 443
манчестерское кодирование, 31, 243
маркер доступа, 284
маркировка кадров, 450
маршрут
подсетевой, 45
сетевой, 45
узла, 45
маршрутизатор, 25, 48, 309, 433, 444, 453
Fibre Channel, 334
ISDN, 400,405
интерфейсы (порты), 445
коммутирующий, 447
«однорукий», 48, 445
примеры использования, 444
функции, 445		' ,i
маршрутизация, 447
от источника, 301
таблица, 48
маршрутизирующий коммутатор, 447
маска
адресов, 463	'
подсети, 45
менеджер, 457
метод доступа, 26
CSMA/CA, 27
CSMA/CD, 27, 242
CSMA/CR, 402
вероятностный, 27
детерминированный, 27
маркерный, 339
приоритет запросов, 335
микросегментация, 270, 303, 437
мини-АТС, 379
многоадресная передача
(lOOVG-AnyLAN), 338
многомодовое волокно, 130
мода световая, 131
модель
OSI (ВОС), 16
сетевого управления ISO, 459
трафика, 439
модем, 385, 433, 453	/
SoftModem, 392
WinModem, 392
внешний, 390
внутренний, 390
голосовой, 386
для выделенных (физических)
линий, 379, 398
кабельный, 397
конструкция, 390
модернизация, 392
модемный пул, 433, 453, 454
модульные
вилки, 107
розетки, 105
системы АМР СО, НО
соединители, 102
монитор
активный, 284
резервный, 284
мониторинг, 275, 460
мост, 24, 267, 270, 432
FDDI, 331
Fibre Channel, 334
SRB, 24,303,311 J
SRT, 304,312
STP, 276
Token Ring, 301
инкапсулирующий (FDDI), 332
локальный, 25
маршрутизация от источника, 301 '
определение и смена топологии
(STP), 278
прозрачный, 24, 270
Ь маршрутизацией от источника,‘24
транслирующий, 312
(FDDI), 331
Трансляция, 270
удаленный, 25
фильтрация, 270
мощность оптического сигнала, 133
мультиплексирование
плезиохронных каналов, 382
синхронное, 383	’
мультиплексор, волновой, 144
н
негарантированный сервис, 17
недостатки
lOOVG-AnyLAN, 339
ARCnet, 342
Frame Relay, 411
Алфавитный указатель 565
недостатки {продолжение)
Х.25, 411	?	.
оптоволоконной технологий, 177
протокола STP, 278 ’ -
непосредственное подключение, 186, 225
нуль-модемный кабель, 359 .
о
обжимной инструмент, 122 -
облако, 23	, 
обновление встроенного ПО, 470, 471
оборудование • •
ЗСот, 5Q0
Accelar, 520
ATM, 425
Bay Networks (Nortel Telecom), 516
BayStack, 516
Frame Relay, 412
ISDN, 403
LAN-модем, 433
OfficeConnect, 501
SupefrStaek II, 502
Token Ring, 307	- r
активное, 15 '	.
аппаратный принт-сервер, 430	.tj-,
брандмауэр, 433	'
коммуникационное, 432	. "ч-
коммутатор, 432	; р,
компьютер, 429	"
конечное, 429	.	>
концентратор, 432	, , - к,'
маршрутизатор, 433	*--
модем, 433	,-.' t . ' -
> модемный пул, 433
мост, 432 .« L>,	•
пассивное, 15, 60
плоттер, 430
повторитель; 432
принтер, 430
сервер, 429
сетевой принтер, 430
терминал, 429
хаб, 432
обработка	г
отказов, 459
ошибок, 17
обходной коммутатор, -142
одномодовое волокно, 130
окна прозрачности, 134, 194
окончание
двухпроводное, 379
четырехпроводное, 379
ООД, 348
оптические линии, 193
рптический
аттенюатор, 141
разветвитель, 142
разветвитель-звезда, .143
Т-разветвитель, 143
оптическое волокно, 130
оптоволокно
True wave, 132
буферное покрытие, 130
достоинства, 176
многомодовое, 130
ненаполненное, 133
одномодовое, 130
параметры, 209
переполненное, 133	’
пластиковое, 177	’ 
Полоса пропускания, 136
режим передачи/ 432' >
сварка, 149
j сложности, -If 7
,;,г*’ередиаж^да^ая аппаратура, 200
- '
- техника безопасности, 177
технология вдувания, 148
требования, 197
усилитель, 136
отражение
от конца линии, ’ 65
портов, 461
сигнала от коннекторов, 106
френелевское, 135
п
пакетная передача, 39
панель	4	, ,
.коммутационная, 93, 224
Коммутационная беспроводная, 226
кроссировочная, 92	'	, -
пассивное оборудование/ 60
передатчик, оптический, 139
передача	. -
асимметричная, 64
асинхронная
ошибки, 346 '
синхронизация, 346
стандартные скорости, 347 .
у формат посылки, 346
балансная, 64
бит-ориентированная, 347
дифференциальная, 64
566 Алфавитный указатель
передача (продолжение)
многоадресная (ATM), 420,. *'j.
пакетная, 39	
символьио ориентированная, 346
симметричная, 64
синхронная
синхронизация, 347
структура кадра, 347
флаг, 347
формат посылки, 347
факс по IP, 393
перекос задержки, 70	,	>
перекрестные помехи, 67, 192
перемычка, 61,198,224,	
перенапряжение, 483	,
пигтейл, 165
питание, бесперебойное, 224 ,,
планирование
электропитания, 493.
включения и выключения, 487 „
плезиохронная передача, 35
плезиохронный канал, 382
плоттер,- 430
повторитель, 24, 267, 268, .432 , ,
ЗСот, 512	.	.	'<1-/
FDDI, 318	,
двухскоростяой, 275 о >< ,,	’>,*/
класса I, 260	 .	,
класса II, 260	.. ,
(сегментируемый,.. 275	,
поглощение, 134
погонное затухание (опт),- 134 • ,
подсети, 44,444	  ,
подуровень
LLC, 20
МАС, 20
показатель преломления, 129
полировка	’	.
плоская, 152
сферическая, 152	,,,	.
угловая сферическая», 152 . .
ПОЛЛИНГ, 27	,
полнодуплексный режим, 35, 270
полоса пропускания, 15	• .
полувилка, 165
полудуплексный режим,. 35 ..
помеха
перекрестная, 67, 192,
продольная, 69, 193
помещение	. .
телекоммуникационное, 223
пороговая длина волны, 132	/
порт
A (FDDI), 319	-	. . .
AUI, 268 , г ,
В (FDDI), 319	. , .
BNC, .268 . ,,
FDDI, соединение,- 320 . ! /
M (FDDI),. 319
МП, 268
RI/RO, 286
RJ-45, 268
S'(FDDI), 319
маршрутизатора, 444
оптический, 268
отражение, 461
последовательный
интерфейс, 344
постоянная линия, 188
потенциальное представление, 64
потери
возвратные, 66	> 	.
оптического сигнала, 134, а 
структурные возвратные, 66 - •
поток данных, управление, 366
правило
«4 хабов», 256	,	• >, .
,	  - л -
преамбула, 244 .
преимущества	•, ,,
lOOVG-AnyLAN, 339
ARCnet, 342
> Х.25, 411
преобразователь	- _•  ,
интерфейсов, 432
приемник	,	'
динамический диапазон,, Д39<
оптический, 139	, -
. чувствительность, 139
прикладной уровень, 18
приложение
абонентское, 60	 ,
кабельной системы, 202
сетевое, 60
принтер
разделяемый, ,430
сетевой, 430
принтерная «мини-сеть», 430
принт-сервер, 430, 437	:
аппаратный, 430	:	- • -
приоритизация
lOOVG-AnyLAN, 338
трафика, 451	.	,
пробуждение по сети, 474
Алфавитный указатель 5Ф7
провод	протокол (продолжение)
витая пара, 85	' и  л.' > 	TCP, 53
калибр AWG, 71 кроссировочный, 85, 224 	TelNet, 53 TFTP, 53
программное управление потоком	TLAP, 57
(XON/XOFF)', 366	UDP, 53
производительность, 15,450'	•	XON/XOFF, 38
промежуточная система, 432 1 -	•. \	ZIP, 58 ,
пропускная способность, 15	байт»ори₽нтированный, 369
противонаправленная синхронизация, 385	бит-ориентированный, 370
протокол	'	коррекции ^ошибок, 389
AARP, 58	• , ADSP, 58	последовательной передачи, 367 сжатия данных, 389
AFP, 58	туннельный, 454
ARAP, 57 ARP, 48, 52 ’	 • .	удаленной загрузки Novell, 475 протоколы
ATP, 58	заголовки, 17	‘
BOD, 371 1	 •	уровневые, 16
BootP, 47 Classical IP, 424	протокольный стек, 18 * . прямое управление шиной, 263 •
CMIP, '459- DHCP, 47	Р
ELAP, 57' FLAP, 57 .FTP, 53 HDLC, 367 ICMP, 52 IGMP, 50,52 IP, 52	рабочая группа, 437 равновесное распределение мод, 133 разветвитель для модульных розеток, 116 оптический, 142 разделение во времени, 374 разделитель начала- кадра, 244
IPX, 54	разделяемый
ISDN, 406	.	принтер, 437
LAPB, 370	,	сегмййт, 436.
LCP, 370	'‘i •'.	 распределитель
- LLAP, 57
MLPPP, 371	-/Л- <
NBP, 58	.
NCP, 370	
NetBEUI, ,54 *s'
NFS, 54 ’
NHRP, 447
OSPF. 45, 54
PAP, 58
PPP, 370
RARP, 52
RIP, 45, 53
RPC, 54
RPL, 476
RTS/CTS, 38
SDLC, 367
SMTP, 53
SNMP, 54,464
STP, 276
домовой, 183
камлусный, 184
комплекса зданий, 184
этажный, 183, 186
рассеяние, 134
режим
асинхронный, 35, 346
изохронный, 35
плезиохронный, 35
полнодуплексный, 35, 270
полудуплексный, 35
симплексный, 34
синхронный, 35, 347
рефлектометр, 83
оптический, 171
розетка
RJ-11, 221
RJ-45, 221
абонентская, 183
568 Алфавитный указатель
розетка (продолжение)
модульная, 105
оптическая, 164
переходная, 164	>
соединительная, 151
соединительная оптическая, 151
телекоммуникационная, 186
С
сблокированный телефон, 376
Сварочный аппарат, 169
световод, 129
оптическая оболочка, 130
сердцевина, 130
светодиод, 137
связь
беспроводная, 455
локальных сетей, 453
удаленных узлов, 453
сеансовый уровень, 18
сегмент
Token Ring, 301
кабельный/ 23
кабельный (Ethernet), 74
разделяемый, 436
сети, 23
число узлов, 436
сегментация, 25, 270, 437
сегментирующий хаб, 438
сервер, 429, 437
коммуникационный, 454
удаленного доступа (RAS), 454
сервис
гарантированный, 17 ’
негарантированный, 17
сетевая технология, 15, 20
сетевое приложение, 60
сетевой
адаптер ЗСот, 513
менеджмент, 457
принтер, 430
уровень, 19
фильтр, 479
сетевые технологии, 125, 171, 240
сеть, 26
Frame Relay, 411
ISDN, 398
Х.25, 408
варианты построения, 435
виртуальная частная, 454 ,
глобальная, 14
городская, 14
сеть (продолжение)
деление на подсети, 444
иерархическая, 440
Интернет, 14
интранет, 14
кампусная, 14
коммутируемая, 437
логическая, 23
локальная, 14, 428
магистраль, 440
малая разделяемая, 435
микросегментация, 437
мониторинг, 460
на витой паре, 436
на коаксиале, 436
на повторителях, 435
подключение
к магистрали, 442
принтерная, 430
рабочая группа, 437
с маршрутизаторами, 444
сегментация, 437
сегментированная, 438
система управления, 457
телефонная
аналоговая, 373
иерархия каналов, 374
цифровая, 373
число узлов в сегменте, 436
широкомасштабная, Й
сигнальное кодирование, 29
символ синхронизации, $47
симплексный режим, 34
синхронизация, 30
асинхронный режим, 346
противонаправленная, 385
сонаправленная, 385
централизованная, 385
синхронная передача, 35
синхронный режим, 347
система	• >
автоматического оповещения
о проблемах питания, 495
конечная, 15, 429
промежуточная, 15, 24, 432
управления сетью, 457, 464
MIB, 458
агент, 458
менеджер, 457
скользящее окно, 39
скорость
изменения сигнала, 29
Алфавитный указатель	569
скорость (продолжение)
передачи данных, 35
lOOVG-AnyLAN, 335
ARCnet, 340
DS-x (Ех/Тх), 381
Ethernet, 241
FDDI, 314
Fibre Channel, 334
Frame P-day, 412
ISDN, 401
SONET/SDH, 384 У' • •
Token Bus, 333
xDSL, 397	f
по телефонной линии, -387
последовательниц •
интерфейсов, 359
скремблирование, 30
СКС, 179
совместимость электромагнитная, 118
соединение
ATM, 420- .
DCE-DCB, 349
DTE-DCE, 349
DTE-DTE, 349
входящее (dial-in), 454
двухточечное, 24
исходящее-(dial-out), 454
многоточечное, 24
оптическое, 204
соединители оптические, 149
соединительная аппаратура, 62, 90
сонаправленная синхронизация, 385
сообщение SNMP, 465
сопротивление
изоляции, 72
постоянному току, 7 0,193	>
сплайс, 150	 >
CORELINK, 150 	-
Firelock, 150
ULTRAspllce, 150
пластины, 166
электрический, 114
среда’передачи, 186
lOOVG-AnyLAN, 335
ARCnet, 340
Ethernet, 241
FDDI, 316
Token Ring, 285, 288, 289
стандарт
Bell 103, 388
Bell 212 A, 388
EIA/TIA-568-A, 204
стандарт (продолжение)	'
EIA/TIA-569, 181
EIA/TIA-570, 181
EN 50173, 182
IEEE 802.3ab, 261
IEEE 802.3u, 257
IEEE 8023z, 261
ISO/IEC IS 11801, 182
LANE, 422
RS-232C, 351,358
RS-422, 352
, TIA/EIA-606, 181
TIA/EIA-607, 181
V	.17, 388. .
V	.21, 388
V	.22, 388
V.22bis, 388
V	.23, 388
V	.24, 356
V.27ter, 388
V	.29, 388
V	.32, 388
V.32bis, 388
V.32fast, 388
V	.34, 388
V	.34+, 388
V.90, 387,388
на модуляцию, 388
старт-бит, 346
стек, 273, 275
AppleTalk, 57
IPX/SPX, 54
коммутаторов, 273
протокольный, 18
стековый коммутатор, 273
стойка, 213
стоп-бит, 346
стрипер, 82, 232
структурированная кабельная
система, 184
т
таблица маршрутизации, 48
телекоммуникационная розетка, 186
телекоммуникационное помещение, 183,
, 187,223
телефон
кнопочный, 377
сблокированный, 376
телефония
IP (Интернет), 392
key system, 380
570 Алфавитный указатель
телефония (продолжение)
РВХ, 380
автоматическое определение номера
(АОН), 377
аналоговый тракт, 387
блокиратор, 376
импульсный набор, 375
интерфейс, 374
малые АТС, 380
мини-АТС, 379
параметры сигналов, 378
полуцифровой тракт, 387
тональный набор, 376
УАТС, 380
телефонная линия
выделенная, 379
коммутируемая, 374
сеть, 372 -
телефонный аппарат, 3,75
цифровой (ISDN), 404	, '
Терминал, 429
управляющий, 462
эмуляция, 463
терминатор, 74
ARCnet, 340	>,  > ;.
Ethernet, 243
тестер	' '
кабельный, 529, 530
оптический, 170, 531
сетевой, 530, 531, 532
тестирование	(
витой пары, 124
кабельной системы, 235
кабельных линий, 202
коаксиального кабеля, 83
линии на соответствие, 183	,
медных кабелей, 235
технология
lOOVG-AnyLAN, 335
ARCnet, 339
ARCnet Plus, 342 .
ATM, 413
Ethernet, 241	<
EtherTalk, 57
Fast IP, 447
FDDI, 314
, FDDITalk, 57
Fibre Channel, 334
IOLA, 335
LocalTalk, 57
MPOA, 425
TCNS, 342
технология (продолжение)
Token Bus, 333
Token Ring, 284	. '
TokenTalk, 57
xDSL, 396
сетевая, 20, 171, 240
токовая петля, 354	>
токовое представление, 64
топологические ограничения
lOOVG-AnyLAN, 336
10Base2, 252
10Base5, 251
lOBaseT, 255
ARCnet,- 340
Fast Ethernet, 260
FDDI, 314 ,
топология
ARCnet, 340
Ethernet
звезда, 253
шинная, 249	, >	<
FDDI, 321
Token Ring, 284
активная полносвязная, 280
 логическая, 25 -
магистрали, 443	- 1 
соединения коммутаторов, 276
физическая, 25
точка
доступа, 455 '
перехода, 184	,
трансивер, 76,242, 249	, 
ISOLAN ЗСот, 512 -
многопортовый, 250
транспортный уровень, 18	• - *’
• трафик, 15
асинхронный (FDDI), 329, 330
изохронный (FDDI), 330
многоадресный, 274
приоритизация, 451
синхронный (FDDI), 329
широковещательный, 274, 443
труба, 217	, -
туннель
VPN, 454
ТфОП, 372
УАТС, 380
удаленная загрузка, 262, 475
MSD, -476
TCP/IP, 476
Алфавитный указатель	571
удаленная загрузка (продолжение)
протокол
Novell, 475
RPL, 476
удаленный доступ, 453	'* ’
ударный инструмент, 119
узел сети, 23	' •
управление 		- г '	• •
DMI, 473 ' .	- - .: ' . з .
MIB, 465	:•	-
MIB I, 465	.
MIB II, 465	• 
NMS, 464	;	•
Remote WakeUp,	474	‘	‘'
RMON, 466"’	”	'	‘	'
SNMP, 464	’
Telnet, 463
Web-интерфейс, 471	*
агент SNMP, 464
безопасность, 459
внеполосное (out of band), 460
внутриполосное (in band), 460
коммуникационным	:
устройством, 461	- •
консоль, 462
консольное, 462
конфигурирование,- 459
обработка отказов, 459
потоком
аппаратное (RTS/CTS), 366
данных, 38, 366
программное -
(XON/XOFF), 366
пробуждение по сети, 474
производительность, 459
рабочими станциями, 472, 473
терминал, 462- -	’ - - •
удаленная загрузка, 475
учет использования
ресурсов, 459
централизованное
обслуживание, 472
управляющие модули NMM, 469
уровень
канальный, 19
ошибок, 36
представления данных, 18
прикладной, 18
сеансовый, 18
। сетевой, 19
транспортный, 18
физический, 20
Ф	• „ ,
факс -	W  'bS
передача по IP, 393 ’ 
шлюз, 394	'	’ 
факс-модем, 385
физическая топология, 25
физический уровень, ,20' •
физическое кодирование, 29
фильтрация, 49
флаг, 347
формат, 19-дюймовый, 212
фотодиод, 138
фрейм, 242
функции маршрутизатора, 445	'
X
хаб, 267, 269, 432
lOOVG-AnyLAN, 335,338 '
ЗСот, 509	,
ARCnet, 340
BayNetworks, 516, 521 ’
Gigabit Ethernet ЗСот,- -51-1
OfficeConnect, 501	.	‘	.
'SupferStack II, 503
двухскоростной, 436	!
ЗСот, 509, 510
сегментируемый (Port Switch)
ЗСот, 509
сегментирующий/ 438
стековый, 510
ЗСот, 509
характеристический импеданс, 64
хост, 41
цветовая маркировка
25-парного кабеля, 89
4-парного кабеля, 90, 122
кабельных систем, 229	, ' ’
коннекторов оптических, 153 ' ’
централизация обслуживания; 472
централизованная синхронизация, 385
цепь виртуальная ATM, 415
Frame Relay, 411
ч
частотное уплотнение каналов, 373
числовая апертура, 130
ш
шина логическая, 26
шина физическая, 26
572	Алфавитный указатель
шинная магистраль, 440 .	. v экранированная-	/ 4.	’
шнроковещатель^т передача (100VG-	проводка, 11$	. ,?*? -Л
! 'AnyLANX 338' J	,	(, розетка, 418	s
широковещательный	Электромагнитная совместимость, 118, 187
кадр,* 443	*	электропитание, 4781
шторм, 446 > s -	‘	SY&TIMAX,’ 49S'!*
шкаф, 213,227 J	.	* Т1А/Е1А-569, 496 ,,, >г , Л г
напольный, 213	,' бесперебойное, .485	 .
настенный, 214	.	, ,	заземление, 479
шлюз, 41 •	.	.<-	• запас мощности, 495 - п. .	>
факс, 394	। <	*. , , л ,, > ‘ зашита, 493	-	 -
.шнур, 61,85	,«	,• ИВП, 485	'	.	«
МСР, 165 ,	*	оборудования локальных сетей, 489
абонентский, 185,221	* » т ограничитель перенапряжений, 484
коммутационный, 93,198,225	планирование семи, 493 *•-	'ч*»
оптический? 165	-	-- (К ' резервирование (АВР), 495 -	•
сетевой, 225	%* ’ •'	сетевой фильтр,' 479, 484	•
соединительный, 219 •“ J 'г‘' ’' ** стабилизатор напряжения, 4-84 ' < *’
. эмуляция терминала, 463	‘	.
,Э	' 1	*- д/.Г" . *.х этажныйраспределитель, 186
экранирование, 118, 200, 201
экранированная'>	.	'	Ю
видка, 119	.	, , юнит, 213
”х ”'Г' -*! (7? ЛЬ’г, . Л . ч* Лч.Ш’чйй» Л'» АЛЛ
ч . -	7~''!	~ - Л