Глава 7 | «« Назад | Оглавление | Вперед »»
Типы и использование электрических разъемов.
Согласно известной поговорке, электроника - наука о контактах. Это верно и для сетей. Место и способ соединения по праву можно назвать важнейшим элементом кабельной структуры. Как правило, уменьшить перекрестные наводки в кабелях оказывается намного проще, чем компенсировать разбалансировку, вызванную расплетением витых пар в разъемах. Так, достаточно часто в литературе встречается ссылка на распространенность ситуации, при которой параметры кабеля длиной 90 метров примерно на порядок лучше, чем у кабеля такой же длинны с двумя разъемами на концах.
Основные понятия
Разъем можно определить как окончание кабеля для коммутируемого электрического или оптического разъемного соединения. Коннектор - часть кабельного разъема, обеспечивающая электрическое подключение проводников. Именно этот элемент конструкции должен обеспечить неразъемный контакт проводников кабеля в разъеме, и разъемный - для соединения самих кабелей.
Соединения кабелей, в свою очередь, могут быть симметричными и несимметричными. При этом, несимметричные кабельные разъемы не требуют для стыковки дополнительных элементов (классический пример - витая пара) подразделяются на гнездовые и штекерные, например RJ45 (RJ - registered jack, любой разъем, применяемый для соединений, описанных в Code of Federal Regulations, глава 74, часть 68). В отличие от них, симметричные разъемы (например, BNC) подключают друг к другу с помощью соединителей, которые часто называют I-коннекторами.
Надо специально отметить, что конструкции разъемов достаточно разнообразны, и иногда четко определить название того или иного элемента бывает затруднительно.
Наиболее распространенный способ неразъемного подключения проводников - "врезной контакт сквозь изоляцию" (КСИ в русскоязычной литературе, IDC - в англоязычной), разъемного - подпружиненные контакты.
Технология КСИ изобретение достаточно не новое, и первоначально использовалась для монтажа телефонных кроссов и слаботочных сетей. Такой способ надежнее, чем механический, и в десятки раз технологичнее пайки. Врезной контакт (из-за ограниченного доступа кислорода к месту контакта), не окисляется, не подвержен воздействиям, вызванным перепадом температур. Более того, часто в месте врезки происходит процесс диффузии - медь проводника и материал коннектора проникают друг в друга, увеличивая площадь контакта. Поэтому с годами электрические параметры таких соединений даже улучшаются.
На сегодня, врезной контакт через изоляцию практически полностью вытеснил другие способы создания неразъемных соединений.
Рис. 7.10. Врезной контакт сквозь изоляцию
Группы двойных пружинящих контактов, которые объединяет коннектор, напоминают гребенку, в которой боковые поверхности зубцов представляют из себя тонкие электропроводные лезвия. При подключении проводники по одному проталкиваются между двух соседних зубцов, ножи которых прорезают изоляцию и часть проводника, обеспечивая тем самым электрический контакт.
Для уменьшения разбалансировки, вызванной нарушением скрутки витых пар, разработчики используют конструкцию, позволяющую расплетать витую пару на минимальную длину. Кроме этого, в некоторых типах разъемов гнездового типа для компенсации применяют печатные платы, которые устраняют разбалансировку всего соединения в целом (включая соответствующие штекерные разъемы).
Методы создания канала
Вообще говоря, этот пункт общий как для электрических, так и оптических сред передачи данных. Поэтому, мне пришлось долго колебаться в выборе места для этих материалов. В результате возобладала точка зрения, что при общей идеологии, в деталях витопарные и оптоволоконные сети сильно отличаются. И их проще для создания целостной картины рассматривать раздельно.
Второй, порой "путающий" момент. Необходимо различать коммутацию пакетов (или каналов), подробно рассмотренную в первых главах, и механическую коммутацию кабельных сетей, кратко рассмотреть которую предполагается в данном разделе.
Рассмотрим общий вид кабельного канала.
Рис. 7.11. Создание канала
На рисунке, АК - абонентский кабель, КК - коммутационный кабель, СК - сетевой кабель, ТР - телекоммуникационный разъем, РП - распределительная панель, ПП - промежуточная панель, ТП - точка перехода. Таким образом, для подключения оборудования используются абонентский кабель, телекоммуникационный разъем, две панели и два соединительных кабеля - сетевой и коммутационный (обычно они не отличаются друг), и соединение точки перехода.
Отметим, что в стандарте TIA/EIA-568A закреплены два метода создания канала: подключением (interconnection), и коммутацией (cross connection). Причем первый является частным случаем второго - в нем отсутствует промежуточная панель и коммутационный кабель.
Рассмотрим подробнее компоненты канала.
Рис. 7.12. Пример телекоммуникационного разъема
Телекоммуникационный разъем (telecommunication outlet) может быть расположен на стене, полу или в другой точке рабочей области. Как правило, каждое рабочее место оборудуется двумя разъемами (под компьютер и телефон), смонтированными в одной розетке.
Контакты штекера скользят в момент подключения по контактам гнезда, и образуют "контактную шину" с хорошими электрическими параметрами за счет большой длины поверхности. Материалом коннекторов обычно служит берилливая бронза с напылением золота.
Для перекоммутации соединений не нужно специальных навыков, и проводить ее можно от 750 до 10000 раз (в зависимости от исполнения разъема), с помощью стандартных сетевых или коммуникационных кабелей.
Распределительные (РП), так и промежуточные панели (ПП) можно разделить на три вида:
1. Коммутационные (распределительные) панели (patch panels) предназначены для размещения сетевых окончаний симметричных электропроводных кабелей. Коммутация осуществляется с помощью модульных гнездовых разъемов на лицевой стороне, а подключение проводников кабелей к врезным коннекторам - на тыльной. Для наглядности, можно представить панель в виде большого числа телекоммуникационных разъемов, объединенных одним конструктивным элементом.
Рис. 7.13. Коммутационная панель
2. Соединительные панели (interconnect panels) обеспечивают разъемные соединения коаксиальных кабелей (BNC) или оптических волокон. При этом, к лицевой стороне подключают разъемы соединительных кабелей, к тыльной - оснащенные разъемами линии связи. Более подробно они будут рассмотрены в главе, посвященной оптической среде передачи.
3. Кросс (distribution frames) представляет собой поле с врезными контактами, которые обычно располагаться на лицевой стороне конструктивного блока. Соединения осуществляются коммутационными кабелями, оснащенными специальными разъемами или перемычками - одиночными витыми парами без разъемов.
Рис. 7.14. 110 Кросс (Lucent)
Кроссовые панели с врезными контактами дешевле модульных, и обеспечивают большую гибкость и плотность соединений. Однако заделка проводов в них требует специальных инструментов (или специальных коммутационных кабелей, как в кроссе 110 типа), и определенных навыков.
Кроме того, существуют некоторые ограничения на число повторных заделок проводов в контакты с целью перекоммутации электрических цепей. Как правило, один и тот же контакт можно использовать не более 250 раз. Здесь следует, однако, отметить, что необходимость в таком количестве изменений на практике возникает крайне редко.
Все типы панелей устанавливаются в телекоммуникационных помещениях (шкафах), где обеспечивается необходимое для нормальной работы пространство, электропитание, обогрев, вентиляция.
Абонентские, сетевые и коммутационные кабеля часто называют одним термином - шнур, корд, patch cord. Действительно, обычно во всех случаях используется один и тот же тип кабеля. Единственный распространенный на практике обратный случай - коммутационный кабель для кроссов 110 типа, где используется специальный разъем на одном или обоих концах.
Рис. 7.14. Абонентский кабель и разъемы
Общая длина абонентских, коммутационных и сетевых кабелей, образующих канал, обычно ограничиваетcя 10 метрами из-за большого, по сравнению с обычным, затухания в гибком кабеле.
В качестве разъемов используются RJ45. Контактная пластина, запрессованная в прозрачный корпус, имеет острые выступы, которые при обжиме обеспечивают надежное соединение по способу "врезной контакт через изоляцию". Существуют разные типы контактных пластин. Для монолитного проводника лезвия охватывают проводник сверху, и с разных сторон, а для многопроволочного - одно лезвие входит посередине между проволок. Так же существуют и универсальные конструкции.
В гнезде разъем RJ45 удерживается благодаря гибкой пластмассовой защелке.
Точка перехода (Transition Point) - место, в котором выполняется соединение двух кабелей разных типов (например, круглого кабеля с плоским), или разветвление многопарного кабеля на несколько четырехпарных. В точке перехода не допускается подключение сетевого оборудования и выполнение переключений.
Кроме перечисленного, для фиксации разъемов используют розетки, панели, в организации каналов применяют короба, лотки, лестницы. Все это - конструктивные элементы, которые будут кратко рассмотрены в следующих главах.
Глава 7 | «« Назад | Оглавление | Вперед »»
