2.4. Kabliranje lokalnih mreža
Pri planiranju kabeliranja LAN-a razmatraju se: radno područje, telekomunikacijska soba, horizontalno i vertikalno kabeliranje (sl. 61).
Za povezivanje krajnjih uređaja na mrežu u radnom području, odnosno povezivanje krajnjeg uređaja i utičnice u zidu upotrebljavaju se tzv. patch kabeli. Ravni UTP kabel (straight through) najčešće se upotrebljava kao patch kabel. Pomoću njega se krajnji uređaji spajaju na mrežu. Ako se u radnom području nalaze mrežni uređaji kao što su koncentrator (hub) ili preklopnik (switch) tada se za spajanje tih uređaja u mrežu, odnosno utičnicu u zidu upotrebljava tzv. križani UTP kabel (crossover).
U telekomunikacijskoj sobi nalaze se mrežni uređaji kao što su koncentratori (hub), preklopnici (switch), usmjernici (router) i DSU uređaj (data service device). Ovi su uređaji međusobno povezani pomoću patch panela i veza su između horizontalnog i vertikalnog kabeliranja. U telekomunikacijskoj sobi su obično i poslužitelji koji se upotrebljavaju u mreži.
Horizontalno kabeliranje je naziv za kabele koji povezuju radno područje i telekomunikacijsku sobu. Horizontalni kabeli počinju na patch panelu u telekomunikacijskoj sobi i završavaju u zidnoj utičnici radnog područja.
Vertikalno kabeliranje čine kabeli koji spajaju telekomunikacijske sobe. Oni mogu povezivati LAN mrežu s WAN sučeljem ili ISP-om. Upotrebljavaju se za tijek prometa s raznih lokacija i stoga ta vrsta veze zahtjeva medije za prijenos podataka velikim brzinama. Zato se za vertikalno kabeliranje često upotrebljavaju optički kabeli.
UTP kabeliranje standardizirala je organizacija EIA/TIA (Electronics Industry Alliance/Telecommunication Industry Association). Konektor na kraju kabela je RJ-45 konektor. Raspored parica u konektoru definiran je standardima T568A i T568B:
2.4.1. Tipovi UTP sučelja
U Ethernet LAN mrežama postoje dvije vrste UTP sučelja:
MDI (Media Dependent Interface)
MDIX (Media Dependent Interface, Crossover)
Uređaji kao što su računala, poslužitelji i usmjernici imaju MDI sučelja. Na tim se sučeljima koriste standardnim Ethernet rasporedom pinova. Pinovi 1 i 2 upotrebljavaju se za slanje, a pinovi 3 i 6 za primanje podataka (10Mb/s i 100 Mb/s Ethernet). Gigabit Ethernet upotrebljava sve četiri parice.
Uređaji poput koncentratora i preklopnika koriste se MDIX sučeljima. Ako se koriste MDIX sučeljima, parice se prespajaju interno . To omogućuje da se krajnji uređaji spajaju na koncentrator ili usmjernik pomoću ravnog kabela (straight-through).
U pravilu, kada se spajaju različiti tipovi uređaja, upotrebljava se ravni kabel, a kada se spajaju isti tipovi uređaja, križani kabel.
Mnogi uređaji imaju mogućnost da se UTP Ethernet sučelje postavi u MDI ili MDIX način rada. Neki uređaji prepoznaju za koju se vrstu kabela sučelje treba podesiti i konfiguriraju sučelje automatski, a neki uređaji zahtjevaju da se posebno konfiguriraju kako bi se aktivirala MDIX autodetekcija.
2.4.2. Ravni UTP kabel
Kod ovog su tipa kabela oba kraja spojena istim standardom (T568A ili T568B), a upotrebljava se za spajanja:
preklopnik i Ethernet sučelje usmjernika
računalo i preklopnik
računalo i koncentrator
Kreiranje ravnog (straight through) kabela pomoću spomenutih standarda:
2.4.3. Križani UTP kabel
Jedna strana kabela mora biti standard T568A a druga T568B jer pinovi za slanje podataka moraju biti spojeni na pinove za primanje podataka. Koristi se za spajanja:
preklopnik i preklopnik
preklopnik i koncentrator
koncentrator i koncentrator
računalo i računalo
računalo i Ethernet sučelje usmjernika
Način stvaranja križanog kabela pomoću T568A i T568B:
2.5. Kabliranje WAN mreža
Ako se želi pomoću WAN veza povezati više geografski udaljenih lokacija te pristupiti geografski udaljenim korisnicima ili servisima, potrebno je koristiti se uslugama davatelja najma WAN infrastrukture koji imaju mrežnu infrastrukturu potrebnu za povezivanje udaljenih lokacija. Svaki davatelj usluga ima administrativni nadzor nad svojom infrastrukturom. Krajnji korisnik nema nikakvu obavezu niti može voditi brigu o njoj.
Temelj većine današnjih WAN mreža je Ethernet standard. Kod WAN mreža u upotrebi je više WAN tehnologija i protokola jer se ove tehnologije neprestano razvijaju i nije moguće niti financijski opravdano zamijeniti sve kad stigne novija i bolja tehnologija. Te se izmjene događaju postupno. Primjeri WAN tehnologija su DSL, FrameRelay i ATM.
Pojavom sve većih brzina Etherneta (1Gbps i 10Gbps) te mogućnošću ostvarivanja Ethernet veza pomoću optičkog kabela koji omogućuje povezivanje na veće udaljenosti, Ethernet se kao standard počeo širiti i ušao je i u područje WAN mreža.
Tri su osnovne značajke WAN mreža:
– WAN povezuje uređaje koji se nalaze na većim geografskim udaljenostima
– WAN se za povezivanje udaljenih lokacija najčešće koristi davateljima usluga sa različitom infrastrukturom: telefonske kompanije, kabelske mreže, satelitski sustavi i davatelji internetskih usluga (ISP)
– WAN se koristi vezama različitih tipova za povezivanje udaljenih lokacija
Za povezivanje geografski udaljenih lokacija potrebno je koristiti se uslugama davatelja WAN usluga koji imaju potrebnu mrežnu infrastrukturu. WAN fizički sloj opisuje način fizičkog povezivanja između korisnika i davatelja WAN usluga. WAN fizički standardi opisuju električne, mehaničke, funkcionalne i proceduralne standarde za WAN povezivanje.
Tipovi uređaja koji se u WAN terminologiji koriste za povezivanje korisnika i davatelja mrežnih usluga:
DCE (Data Communications Equipment)
DTE (Data Terminal Equipment)
DCE je uređaj zadužen za sinkroniziranje slanja podataka (clock rate) i nalazi se na strani davatelja usluge, a DTE je na strani korisnika. Primjer DTE uređaja je usmjernik na strani korisnika, primjer DCE uređaja je modem.
WAN fizički sloj također opisuje sučelje između DTE i DCE uređaja. DTE/DCE sučelje koristi se različitim protokolima fizičkog sloja.
Ostali protokoli mogu biti Ethernet, EIA/TIA-449/530 i EIA/TIA-612/613.
Ethernet je pokriven IEEE 802.3 standardima. Definirane brzine prijenosa pomoću UTP kabela i optičkog vlakna su:
10 Mb/s – 10Base-T Ethernet
100 Mb/s – Fast Ethernet
1000 Mb/s – Gigabit Ethernet
10 Gb/s – 10 Gigabit Ethernet
40 Gb/s – 40 Gigabit Ethernet
100 Gb/s – 100 Gigabit Ethernet
EIA/TIA-449/530 dopušta brzine do 2Mb/s. Koristi se 36-pinski D-konektor. Postoji nekoliko verzija, a standard je još poznat i pod nazivima RS-422 i RS-423.
EIA/TIA-612/613 je standard koji opisuje High-Speed Serial Interface (HSSI) protokol. Moguće brzine su do 52 Mb/s na 60-pinskom D-konektoru.
V.35 je ITU-T standard za sinkronu komunikaciju između pristupnih mrežnih uređaja i paketne mreže. Izvorno specificiran s podrškom za brzine do 48 kb/s, danas podržava brzine do 2048 Mb/s upotrebom 34-pinskog konektora.
X.21 je ITU-T standard za sinkronu komunikaciju koji se koristi 15-pinskim D-konektorom.
Ovi protokoli definiraju kodiranja i električne specifikacije na fizičkom sloju i većinom ih definiraju pružatelji usluga.
2.6. Predstavljanje bitova na fizičkom sloju
Fizički sloj mora proizvoditi električne, svjetlosne ili radijske signale odgovarajuće računalu razumljivim nulama i jedinicama. Standardi fizičkog sloja moraju definirati kako predstaviti bitove na mediju za prijenos.
Jednostavnije metode predstavljanja bitova:
NRZ metoda (Non Return to Zero)
NRZI metoda (Non Return to Zero Inverted)
Manchester metoda
NRZ metoda je vrlo jednostavna metoda signaliziranja. Bitovi su predstavljeni razinama napona. Logički 1 predstavljen je većom naponskom vrijednošću od logičke nule. Nedostatak ove metode je teško održavanje sinkronizacije između ishodišta i odredišta kod duljeg niza nula ili jedinica.
NRZI metoda je također jednostavna. Mijenja stanje kada je bit u 1, a ne mijenja stanje kada je bit 0. Ova metoda rješava problem duljeg niza jedinica, ali ne i duljeg niza nula. Budući da se kod duljeg niza nula ne mijenja stanje, također je problem sinkronizacije ishodišta i odredišta.
Manchester metoda prikazuje bitove kao promjene napona na mediju. Primjerice, promjena iz višeg napona u niži napon prikazuje logičku nulu, a promjena iz nižeg napona u viši napon logičku jedinicu.
Ova metoda rješava problem sinkronizacije jer se promjena događa na pola vremena za prikaz bita (bit time).
2.7. Kodiranje na fizičkom sloju
Kodiranje je pretvorba niza bitova u unaprijed dogovoreni kod. Kod čine grupe bitova s dogovorenim uzorkom koje se mogu raspoznati na obje strane komunikacijske veze.
Osnovna ideja kodiranja jest da se ukupni broj bitova podataka i upravljačkih bitova koje treba poslati medijem za prijenos kodiranjem smanji te da se smanji broj grešaka pri prijenosu (te da se ako se greške dogode, to lako otkrije).
U komunikaciji postoje kodovi koji nose podatke i kodovi koji upravljaju prijenosom podataka, odnosno tijekom komunikacije. Primjerice, fizički sloj može pomoću upravljačkih kodova odrediti početak i kraj okvira (frame).
Pošiljatelj će se koristiti posebnim nizom bitova koji će označavati početak i kraj okvira. Primatelj na taj način može odrediti gdje je početak, a gdje je kraj okvira.
Podaci, odnosno bitovi koji se žele poslati, kodiraju se prije nego se spuste na medij za prijenos. Kodiranjem se povećava učinkovitost prijenosa i omogućava veće brzine podataka. Pri većim brzinama prijenosa povećava se mogućnost pogreške u prijenosu. Upotrebom kodiranja i kodnih grupa moguće je i otkrivanje nastalih grešaka.
Kodne grupe definiraju tri grupe simbola:
podatkovni simboli – simboli koji predstavljaju podatke
upravljački simboli – posebni upravljački simboli, primjerice početak okvira
neispravni simboli – simboli koji, ako se pojave u komunikaciji, označavaju pogreške u prijenosu ili na mediju
2.7.1. 4B/5B kodiranje
Jedan od starijih načina kodiranja. Osnovna je ideja da se pri prijenosu smanji broj uzastopnih nula.
Svaki skup od 4 bita zamjenjuje se sa svojim 5-bitnim ekvivalentom. Tako kodirani bitovi šalju se medijem za prijenos, primjerice NRZI metodom.
Oktet podataka rastavlja se na dva dijela od po 4 bita. Takvi četverobitni dijelovi kodiraju se u niz od pet bita. Kako pet bitova dopuštaju 32 kombinacije, a za kodiranje 4 bita potrebno je samo 16, preostalih 16 može se iskoristiti za kodiranje početka ili kraja okvira, možebitnih pogrešaka ili drugih upravljačkih informacija.
Ovo je jednostavan primjer tehnike kodiranja. Tehnike koje se koriste u današnjim modernim mrežama višestruko su složene.
Primjer zadatka!