1.2.3. Витая пара: 10 и 100

хаб на 4 портаВ реализации Ethernet на витой паре шина перенесена внутрь специального устройства, называемого хаб (HUB). При этом и разъемы, и кабели полностью отличаются от коаксиальной реализации.

В качестве кабеля используется витая пара, причем в одной оболочке находятся сразу 4 пары (на рисунке в разделе 1.2.1 приведен именно этот вариант). Все провода окрашены, причем всегда используются одни и те же цвета: голубой, зеленый, коричневый и красный (впрочем, часто последний выглядит как оранжевый). Одну витую пару образуют провод, имеющий сплошной голубой цвет, и провод с бело-голубыми полосами, вторую - зеленый и полосатый бело-зеленый и т.д.

Разъем RJ-45Разъем для такого кабеля, называемый RJ-45, имеет 8 контактов. И, конечно же, карта должна иметь ответную часть для этого разъема.

Основой кабельной части RJ-45 является прозрачный пластиковый корпус с защелкой для фиксации в карте или хабе. В корпус вставлены 8 латунных контактов, наружная сторона которых - плоская, а внутренняя имеет заостренные зубцы.

При монтаже разъема с кабеля снимается наружная оплетка, и жилы, ровно обрезанные до длины чуть больше сантиметра, прямо в изоляции вставляются внутрь разъема. Имеющиеся там канавки распределяют жилы равномерно по ширине так, что каждая жила оказывается точно напротив одного из контактов. Затем разъем вкладывается в углубление специальных клещей, и обжимается.Клещи для обжима RJ45

В процессе обжима зубцы контактов прокалывают изоляцию и обеспечивают хороший контакт с жилой. Одновременно клещи деформируют пластик в предназначенном для этого углублении корпуса, и кабель зажимается в разъеме.

Бывает так, что надежный контакт не получается. Тогда есть смысл обжать разъем еще раз. Если и это не помогло, разъем отрезают и выбрасывают - он одноразовый - и ставят новый.


Смотреть
видеоролик

Контакты разъема нумеруются, начиная с левого края, если смотреть на разъем со стороны контактов.

При работе задействованы 2 пары из четырех, причем по каждой информация передается только в одном направлении.

На карте для передачи в сторону хаба используются контакты 1 и 2. Чтобы обеспечить возможность располагать провода на обоих концах кабеля одинаковыми цветами в одноименных контактах, на хабе контакты 1 и 2 использованы для приема. В обратном направлении информация идет через контакты 3 и 6: на карте это прием, на хабе - передача. Перенаправление сигнала с контактов приема одного разъема на контакты передачи остальных разъемов (всех сразу!) выполняют внутренние схемы хаба.

Вообще-то в эти тонкости можно не вникать, достаточно запомнить, что на обоих концах кабеля, идущего от карты к хабу, жилы должны быть расположены совершенно одинаково. T568AРасполагать жилы следует не произвольно, а в соответствии в рекомендуемой стандартом цветовой схемой, приведенной на рисунке. Такая раскладка жил называется T568A.

Нарушение порядка проводов, во-первых, вносит путаницу. Представьте себе, например, что Вы ставите разъем на кабель, приходящий из другой комнаты...

Во-вторых, и это главное, есть риск использовать для одного сигнала провода из разных пар. Вспомним, что по кабелю идет не электрический сигнал, а волна. Между жилами из разных пар волна не пойдет, и кабель или не будет работать совсем, или заработает, но очень плохо - если он короткий или скорость обмена мала.

СетьТак выглядит сеть на витой паре. Внешне она похожа на схему "звезда". Собственно говоря, физически это и есть звезда, но логически Ethernet остается шиной.

В чем же заключаются преимущества витой пары перед коаксиалом?

Во-первых, надежность выше. Обрыв или замыкание любого кабеля приводят лишь к тому, что перестает работать единственный компьютер, остальная часть сети продолжает функционировать. Повреждение же самого хаба - явление довольно редкое, хотя иногда и случается.

Во-вторых, разделение цепей приема и передачи позволяет обмениваться информацией в обоих направлениях одновременно, что немного повышает скорость. Такой режим называется полным дуплексом, в отличие от полудуплекса с разнесенными во времени приемом и передачей.

Недостаток очевиден - нужен хаб, который мало того, что стоит денег, но еще и должен иметь источник питания.

Первые Ethernet-карты на витой паре имели ту же скорость, что и рассмотренный выше коаксиал - 10 мегабит в секунду. Хабы, помимо некоторого количества разъемов витой пары, имели еще и коаксиальный разъем для соединения с уже имеющейся сетью на витой паре.

Карты часто тоже имели оба разъема, что обеспечивало их включение в любой вариант сети. Но мог работать только один из разъемов. Во многих картах выбор разъема делался заранее, до начала работы в сети, для чего в комплекте поставлялась специальная программа конфигурирования (а дискеты с ней имели свойство теряться...) Позднее появились карты с автовыбором - какой кабель включили, тот и заработает.

А затем появились карты на 100 мегабит в секунду. Внешне ни они, ни 100-мегабитные хабы не отличаются от 10-мегабитных. Та же витая пара, та же схема разделки кабеля. Но коаксиального разъема 100-мегабитное оборудование не имеет никогда.

100-мегабитную карту можно включить в 10-мегабитный хаб, и наоборот, 10-мегабитная карта работает со 100-мегабитным хабом. Реальная скорость во всех случаях обмена между двумя картами - минимальная из двух скоростей карт и хаба. То есть 100 мегабит в секунду получается только тогда, когда и обе карты, и хаб поддерживают 100 мегабит. (Ходят слухи, что существует оборудование, не умеющее работать на 10 мегабитах, но автор такого не видел).

Допустимая длина кабеля на любой скорости - 90 метров, точнее, 300 футов. Иногда работают и куски большей длины, но надеяться на это не следует.

Приведем некоторые признаки, по которым можно различить 10- и 100-мегабитное оборудование.

N
Признак
Скорость
Примечание
1
Есть коаксиальный разъем 10

2
Есть надпись10/100 в любом контексте 100

3
Нет никакой информации о скорости
10
Признак не точный
4
На карте есть микросхема Realtek rtl8139 100
Самые распространенные
в нашей местности карты
5
На карте есть микросхема Realtek rtl8029 10
6
Карта для шины ISA
10

Немного о ценах (ведь мы строим самую дешевую сеть).

Карта EthernetНовая 100-мегабитная карта на микросхеме, упомянутой в п. 4 таблицы, стоит 150 рублей, иногда и меньше. Эти карты выпускаются разными производителями, и имеют разные названия, например, "Compex ReadyLink Express 10/100 PCI Fast Ethernet Adapter". Они также часто продаются как бывшее в употреблении оборудование, цена в этом случае меньше 100 рублей.

10-мегабитные карты новыми не бывают - их давно не делают, и продаются не дороже 50 рублей. Особенно дешевы карты для шины ISA, их можно взять даже по 10 рублей. Вот только шину эту в новые ширпотребовские компьютеры не ставят, а те, в которые ставят, стоят раз в десять дороже обычных. Причина отказа от ISA весьма интересна - с этой шиной борется Microsoft. Оказывается, при наличии ISA плохо работает микрософтовский plug-n-play (а что, без нее он работает хорошо?). Производителей же дорогих компьютеров, например, в промышленном исполнении, мнение Microsoft не интересует, и ISA в них есть. Для нас важно, что в компьютерах класса Pentium, Pentuim MMX, Pentuim II и частично Pentuim III эта шина есть, и для них можно покупать предельно дешевые карты.

Наряду с дешевыми, в продаже имеются карты для профессиональных применений, ценой в 500 рублей и выше. Естественно, что эти карты лучше, но свои положительные качества они проявляют только в ситуациях, разбор которых здесь мы сделать не сможем - наших знаний пока недостаточно.

Совершенно не очевидно, что при обычной работе в школьной сети более дорогая карта надежнее дешевой. Все зависит от производителя. Ведь микросхемы, на которых сделана карта, заводы-изготовители продают десяткам фирм, которые и паяют карты. Безымянная фирма, расположенная в китайском подвале (а хоть бы и в американском) вряд ли сделает надежную плату даже с использованием самой дорогой микросхемы.

Цены на новые хабы (тоже только 100-мегабитные) начинаются рублей с 300-350. 10-мегабитные БУ хабы бывают по 150, но редко. 100-мегабитные БУ, конечно, подороже.

Разъемы, коль они одноразовые, бывают только новыми. Цена зависит от продавца и колеблется от 5 до 15 рублей и даже выше.

А вот клещи часто можно не покупать, а взять у кого-нибудь попользоваться. Возможно также обжать разъемы прямо в магазине, при покупке кабеля и разъемов, но за это надо платить, и цена очень сильно зависит от продавца. Если Вам надо обжать пару концов одного кабеля, клещи, конечно, не нужны, а если больше - каждый раз надо считать, что дешевле.

Кабели, вообще-то, бывают разные. Не будем вдаваться в детали, скажем только, что некоторые типы кабеля не работают на 100 мегабитах. Таких кабелей уже на делают и не продают,  но иногда возникает желание использовать старые куски кабеля, снятые где-то при перестройке сети. Скорее всего, они будут работать, но некоторый риск есть

Метр нового кабеля продается по цене от 5 рублей и выше. Намного дороже кабели специального назначения, например, для внешней проводки, т.е. не боящиеся экстремальных погодных условий, вроде сильных морозов или ультрафиолетового излучения солнца.


Смотреть
видеоролик