MP5_Comunicarea Intr-o Retea Locala (LAN) - Partea 1 IOTOVICI BOGDAN

8/3/2019 MP5_Comunicarea Intr-o Retea Locala (LAN) - Partea 1 IOTOVICI BOGDAN

1/41

nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC

Proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013

Beneficiar Centrul Naional de Dezvoltare a nvmntului Profesional i Tehnic

str. Spiru Haret nr. 10-12, sector 1, Bucureti-010176, tel. 021-3111162, fax. 021-3125498,vet@ tvet.ro

COMUNICAREA NTR-O REEA LOCAL (LAN)

Material de predare partea I

Domeniul: InformaticCalificarea: Administrator reele locale i de comunicaii

Nivel 3 avansat

2009
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


2/41

AUTORI:

BOGDAN IOOVICI profesor grad didactic II - Grupul colarElectroputere, Craiova

DACIANA MUNTEANU profesor grad didactic II - Grupul colar

Electroputere, Craiova

COORDONATOR:

GIOVANNA STNIC profesor grad didactic I,Colegiul Tehnic de Pot

i Telecomunicaii "Gheorghe Airinei", Bucureti

CONSULTAN:

IOANA CRSTEA expert CNDIPT

ZOICA VLDU expert CNDIPTANGELA POPESCU expert CNDIPT

DANA STROIE expert CNDIPT

Acest material a fost elaborat n cadrul proiectului nvmntul profesional i tehnic ndomeniul TIC, proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-

2013

2


3/41

CuprinsI. Introducere....................................................................................................................................4II. Documente necesare pentru activitatea de predare.....................................................................5

III. Resurse.......................................................................................................................................6

Tema 1. Funcionarea echipamentelor ntr-o reea local............................................................6Fia suport: Echipamente de reea. Rol i funcionalitate........................................................6

Tema 2. Medii de comunicare prin fire de cupru .....................................................................17Fia suport 2.1. Medii de comunicare prin fire de cupru.......................................................17

Fia suport 2.2 Tipuri de cabluri din cupru. Sertizare i testare ..........................................25Tema 3. Medii de comunicare prin fibr optic.........................................................................33

Fia suport: Medii de comunicare prin fibr optic ..............................................................33

IV. Fia rezumat.............................................................................................................................40V. Bibliografie...............................................................................................................................41

3


4/41

I. IntroducereMaterialele de predare reprezint o resurs suport pentru activitatea de predare,instrumente auxiliare care includ un mesaj sau o informaie didactic.

Prezentul material de predare, se adreseaz cadrelor didactice care predau n cadrulcolilor postliceale, domeniul Informatic, calificarea Administrator reele locale i decomunicaii.

Modulul COMUNICAREA NTR-O REEA LOCAL (LAN), pentru care a fost elaboratmaterialul,are alocate un numr de 120 ore, din care:

Laborator tehnologic 60 ore

Activiti de predare 60 ore

Parcurgerea modulului se face n sptmnile S25-S30

Competena/Rezultatulnvrii Teme

Fie suport

Descrie funcionareaechipamentelor ntr-oreea local

Tema 1. Funcionareaechipamentelor ntr-o reealocal

Fia suport :Echipamente de reea.Roli funcionalitate

Pregteste mediul decomunicare prin fire decupru

Tema 2. Medii decomunicare prin fire decupru

Fia suport 2.1: Mediide comunicare prin firede cupru

Fia suport 2.2: Tipuride cabluri din cupru.Sertizare i testare

Identific mediul decomunicare prin fibroptic

Tema 3. Medii decomunicare prin fibr optic

Fia suport : Medii decomunicare prin fibroptic

Absolventul nvmntului postliceal cu specialitatea Administrator reele locale ide comunicaii trebuie s fie capabil s utilizeze echipamentele reelelor decalculatoare, s cunoasc i s utilizeze protocoale i terminologii de reea, scunoasc i aplice topologii de reele locale (LAN) i reele globale (WAN), modele dereferin OSI (Open System Interconnection), s utilizeze cabluri, unelte pentrucablarea structurat, router-e, n conformitate cu standardele n vigoare.

4


5/41

II. Documente necesare pentru activitatea de predarePentru predarea coninuturilor abordate n cadrul materialului de predare cadrul

didactic are obligaia de a studia urmtoarele documente:

Standardul de Pregtire Profesional pentru calificarea Administrator reelelocale i de comunicaii, nivelul 3 avansat www.tvet.ro, seciunea SPP sauwww.edu.ro , seciunea nvmnt preuniversitar

Curriculum pentru calificarea Administrator reele locale i de comunicaii,nivelul 3 avansat www.tvet.ro, seciunea Curriculum sau www.edu.ro ,seciunea nvmnt preuniversitar

5
http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/


6/41

III. Resurse

Tema 1. Funcionarea echipamentelor ntr-o reea localFia suport: Echipamente de reea. Rol i funcionalitate

Acest material vizeaz competena Descrie funcionarea echipamentelor ntr-oreea local .

Pentru a face transmisia de date mai scalabil i eficient dect ntr-o reea peer-to-peer, proiectanii folosesc echipamente de reea specializate cum ar fi hub-uri,switch-uri, router-e i puncte de acces wireless, pentru a transmite date ntre

echipamente.Placa de reea

Fig. 1 - PLAC DE REEA

Placa de reea-NIC (Network Interface Card-fig. 1) este o plac cu circuiteintegrate, plac ce se monteaz ntr-un slot de extensie de pe placa de baz. ncazul laptop-urilor cartela de reea se numete PCMCIA cardsau mai nou PC card.

Scopul plcii de reea este de a realiza conexiunea dintre un calculator i o reealocal la care acesta este conectat.

Placa de reea reprezint legtura fizic dintre cablul de reea i magistrala intern asistemului. Exista trei variante de plci disponibile pe pia: 8-bit, 16-bit i 32-bit. Cuct este mai mare numrul de bii pe care se face transferul de date, cu att vitezade transmisie suportat de placa de reea este mai mare. Majoritatea plcilor dinacest moment suport un transfer de 10/100Mbps, viteza de transmisie fiinddeterminat automat n funcie de capabilitile plcii de reea de la cellalt capt alconexiunii.

Prin reea datele circul n serie (un bit o dat), n timp ce n interiorul calculatorului

circul n paralel (16, 32 sau 64 bii o dat, n funcie de bus-ul sistemului). Deci,placa de reea trebuie s converteasc datele care circul n interiorul calculatorului

6


7/41

n format serial. Pentru a funciona, fiecare plac de reea necesit o ntrerupere(IRQ - Interrupt Request Line), o adres I/O i o adres de memorie. ntreruperea sepoate asocia unei resurse prin care procesorul i celelalte componente alecalculatorului i acord atenie unele altora. Unele din aceste ntreruperi sunt

atribuite anumitor dispozitive chiar dac acestea nu au fost nc instalate fizic ncalculator (de exemplu, LPT2 pentru o a doua imprimant). n cazul plcilor de reea,atribuirea unei ntreruperi depinde de numrul ntreruperii disponibile pe calculator ide numrul ntreruperii prin care placa de reea a fost proiectat s accesezesistemul. Dac ntreruperea pe care este proiectat s lucreze placa de reea esteocupat de alt dispozitiv, trebuie rezolvat conflictul care apare reconfigurnd placapentru a lucra pe alt ntrerupere.

Conexiunea logic folosete standarde numite protocoale. Un protocol este odescriere formal a unui set de reguli i convenii care stabilesc modul de

comunicare ntre echipamentele dintr-o reea. Protocolul TCP/IP (TransmissionControl Protocol/Internet Protocol) este principalul protocol folosit.

Ultima parte a conexiunii o reprezint aplicaia care interpreteaz datele i leafieaz ntr-o form mai simpl. Aplicaiile lucreaz mpreun cu protocoalele pentrua trimite i primi date.

Tipul plcii de reea trebuie s corespund cu mediul i protocolul folosite n reea.Placa de reea comunic cu reeaua printr-o conexiune serial i cu calculatorulprintr-o conexiune paralel.

Fiecare NIC are o adres unic scris ntr-un cip ROM de pe plac. Aceasta adresse numete adres MAC (Media Access Control) i are o dimensiune de 48 bii (12cifre n baza 16) i este exprimat n hexazecimal (12 cifre). Cartelele de reea suntconsiderate dispozitive de nivel 2.

Uneori, cartelele de reea sunt dotate cu dispozitiv numit transceiver (transmiter/receiver), dispozitiv care convertete un anumit tip de semnal electric n alt tip sauchiar n semnal optic. n acest caz, transceiver -ul este considerat un dispozitiv denivel 1 deoarece menirea sa este de a converti biii dintr-o form n alta, neavnd

nimic de a face cu informaiile necesare celorlalte protocoale.

Plcile adaptoare pentru reea au o mic memorie folosit ca memorie-tampon.Similar altor dispozitive hardware, placa de reea are nevoie de un driverprin cares poat fi controlat. n sistemele Plug-and-Play (PnP), plcile de reea suntconfigurate automat fr intervenia utilizatorului, n timp ce pe sisteme non-PnPconfigurarea se face manual prin programul de setare a comutatoarelor DIP.

Testul de eroare n calitatea semnalului SQE (Signal Quality Error) este folosit pentrua testa dac circuitul dintre transmitor i interfaa de reea (NIC) prezint coliziuni.n majoritatea reelelor moderne Ethernet, testul SQE nu mai este folosit. Cele mai

7


8/41

multe plci de reea (NIC) au un transmitor integrat i testul pentru coliziuni nu maieste necesar.

Funciile plcii de reea

Placa de reea realizeaz urmtoarele funcii:

- pregtete datele pentru a putea fi transmise printr-un mediu;

- transmite datele;

- controleaz fluxul datelor de la calculator la mediul de transmisie ;

- recepioneaz datele venite prin cablu i le transform n octei pe care unitateacentral a calculatorului i poate inelege.

Repetorul

Repetoruleste un dispozitiv de interconectare ce funcioneaz la nivel fizic.Deoarece la nivelul fizic nu exist date ci doar bii, repetorul nu este preocupat de

identificarea destinaiei sau de verificarea unui cod de corecie, ci doar de semnalulelectric pe care-l primete i de regenerarea acestuia.

Principala sa funcie este aceea de a extinde suprafaa acoperit de o reea local cuun cost i o laten foarte sczute.

irul de bii generat de o plac de reea este clar, respectnd strict nivelurile detensiune standardizate. Cu ct irul de bii cltorete mai mult prin cablu, semnalulelectric se deterioreaz i devine din ce n ce mai slab. Pentru a opri deteriorareasemnalului peste o limit ce l-ar face de nerecunoscut pentru destinaie, repetorul ia

irul de bii, l aduce la treptele de semnalizare standardizate i l amplific.n reelele Ethernet ntlnim deseori repetoare multiport numite huburi. Huburile vortransmite datele primite pe unul dintre porturi pe toate celelalte porturi. Pentru mediultorsadat acestea ndeplinesc o funcie suplimentar i anume asigur conectareatuturor nodurilor la un mediu de transmisie distribuit.

Iniial au existat dou tipuri de huburi: pasive i active. Huburile pasive oferposibilitatea interconectrii la acelai mediu de transmisie a mai multor dispozitive,fr a regenera semnalul la trecerea prin ele. Huburile active vor oferi n plus fa de

primele regenerarea semnalului. Datorit scderii extrem de rapide a preurilor iavantajelor ce le ofer aceast regenerare de semnal huburile pasive au disprut de

8


9/41

pe pia nc de la sfritul anilor '80, din aceast cauz n continuare prin huburivom nelege huburi active.

Una din componentele eseniale ale protocolului Ethernet este detecia coliziunilor.Ne intereseaz care este efectul unui repetor asupra coliziunilor.

Domeniul de coliziune reprezint acea seciune dintr-o reea n care se vapropaga o coliziune.

Domeniul de difuzare (domeniul de broadcast) reprezint acea seciune dintr-o reea n care se va propaga un pachet de difuzare (broadcast).

Pentru un repetor nu exist noiunea de coliziune, dup cum nu exist noiunea depachet de date. Deci repetoarele extind att domeniile de coliziune ct i pe cele dedifuzare.

Repetoarele mpart reeaua n microsegmente. Aceast denumire nu este generalacceptat, cteodat fiind folosit termenul de segment pentru cele dou sau maimulte seturi de calculatoare pe care le conecteaz un repetor.

Exist o regul foarte important pentru proiectarea reelelor Ethernet: regula 5-4-3.

Regula 5-4-3:

Comunicaia dintre oricare dou calculatoare sau dispozitive dintr-o reea nu trebuie

s treac prin mai mult de

5 microsegmente

4 repetoare consecutive

3 microsegmente populate

De ce regula 5-4-3?

Exist o fereastr de timp pentru transmiterea unui bit. Pentru Ethernet, ce ofer ovitez de 10 Mbps, durata transmiterii unui singur bit este de 100 de nanosecunde.Dimensiunea minim a cadrului Ethernet este de 64 de octei. Rezult c timpulnecesar transmiterii cadrului de dimensiune minim este de 51,2 microsecunde.

De ce ne intereseaz acest timp? Pentru c apariia unei coliziuni trebuie detectatnainte de expirarea acestui interval de timp. Altminteri, apariia unei coliziuni va fiinterpretat ca o coliziune la cel de-al doilea cadru i nu pentru primul.

Latena introdus de mediul de transmisie va fi dat de viteza de propagare a

semnalului electric, aceasta fiind aproximativ dou treimi din viteza luminii. Rezultc propagarea pe un segment de 100 de metri va dura aproximativ 0,5microsecunde. Comparativ cu latena introdus de un repetor Ethernet, de

9


10/41

aproximativ 5,6 microsecunde, latena introdus de mediul de conectare este cupatru ordine de mrime mai mic, deci neglijabil.

Cel mai defavorabil caz se obine cnd sursa i destinaia se afl la distana maxim,iar coliziunea apare lng destinaie, astfel nct coliziunea ce trebuie detectat i de

surs trebuie s parcurg de dou ori distana maxim.

Dac vom considera acum c ntre surs i destinaie se afl cinci repetoare, vomdetermina c n cel mai defavorabil caz detecia coliziunii va fi posibil doar dup celpuin 56 de microsecunde, asta nsemnnd c un alt doilea pachet deja a fost trimis.

Hub-uri

Fig. 2 - HUBHub-ul (fig. 2) este un dispozitiv de reea cu mai multe porturi (intrri) necesar

pentru interconectarea prin cabluri UTP a cel puin 3 calculatoare din reea (host-uri).

Hub-ul amplific semnalul primit de la un host(calculator) i l distribuie ctre toatecelelalte calculatoare. ntr-o reea existent pot fi adugate noi host-uri princonectarea fizic a acestora cu cabluri UTP la hub-ul existent. Exist hub-uri cu 4, 8,16 sau 24 de intrri.

Hub-urile, sunt echipamente care extind raza unei reele, primind date pe un port,regenernd semnalul i apoi trimind datele pe toate celelalte porturi. Acest procesnseamn ca tot traficul generat de un echipament conectat la hub este trimis ctretoate celelalte echipamente conectate la hub de fiecare dat cnd hub-ul transmitedate. Astfel se genereaz o cantitate mare de trafic n reea. Hub-urile mai suntdenumite i concentratoare, deoarece au rolul unui punct central de conectarepentru un LAN.

Hub-urile pot fi montate n cascad, tot cu scopul de a obine extinderea unei reeleexistente.

Bridge-uri i switch-uri

10


11/41

Fig. 3 - SWITCH

Fiierele sunt mprite n buci de dimensiuni mici numite pachete, nainte de a fitransmise n reea. Acest proces permite detectarea erorilor i o retransmisie mai

simpl dac un pachet este pierdut sau corupt. Informaiile de adresare suntadaugate la nceputul i sfritul pachetelor nainte de a fi transmise. Pachetul,mpreun cu informaiile de adresare, se numete cadru.

Reelele locale sunt de obicei mprite n seciuni numite segmente, similar cu moduln care o companie este mprit pe departamente. Graniele dintre segmente pot fidefinite folosind un bridge.

Un bridge este un echipament folosit pentru a filtra traficul de reea ntresegmentele unui LAN.

Bridge-urile pastreaz n memorie informaii despre toate echipamentele de pefiecare segment la care sunt conectate. Cnd un bridge primete un cadru, adresadestinaie este examinat de acesta pentru a determina dac respectivul cadru artrebui trimis ctre un alt segment sau aruncat. Un bridge mai ajut i la mbuntireafluxului de date prin limitarea cadrelor numai la segmentul de care aparin.

Un bridge poate avea doar dou porturi, conectnd dou segmente ale aceleiai

reele.Un switch are mai multe porturi, depinznd de ct de multe segmente de reeatrebuie conectate. Un switch este un echipament mai complex dect un bridge. Unswitch menine o tabel cu adresele MAC pentru calculatoarele care sunt conectatela fiecare port. Cnd un cadru este primit pe un port, switch-ul compar informaiilede adres din cadru cu tabela sa de adrese MAC. Switch-ul determin ce port sfoloseasc pentru a trimite cadrul.

Switch-ul (fig. 3) este un dispozitiv de reea cu mai multe porturi care filtreazi expediaz pachete de date ntre segmentele reelei.

11


12/41

Switch-ul opereaz pe nivelele 2 i uneori 3 ale modelului de referin OSI i suportorice protocol de transfer de date (protocol de comunicare, codul de adresare impachetare de date care constituie limbajul comun al calculatoarelor din reea).

Principiul de funcionare a switch-ului are la baz mecanismul store-and-forward.

Pentru aceasta, fiecare switch ntreine o tabel de redirecionare compus dinadrese MAC i numere de porturi (ci de acces). Pentru un anumit port, caredefinete un domeniu de coliziune distinct, switch-ul memoreaz adresele MAC alestaiilor din domeniul respectiv (conectate la acel port). Termenul de valabilitate alintrrilor din aceast tabel este dat de un parametru numit inactivity timer(timpulmort) sau age (vrsta), care stabilete ct timp sunt reinute n buffer-e (zone tamponde stocare intermediar de date) adresele MAC ale staiilor care nugenereaz i nuprimesc trafic. Prin urmare, valoarea acestui parametru poate influena performaneleunei reele: dac are valori prea mici, staiile care genereaz puin trafic vor fi mai

greu de gsit n reea de ctre alte echipamente, iar dac valoarea parametrului esteprea mare, exist riscul ocuprii buffer-elor i al blocrii echipamentului. Duprecepia de date este analizat adresa MAC de destinaie i este cutat n tabela deredirecionare. Prin acest mecanism switch-ul identific interfaa prin care estedisponibil staia de destinaie i direcioneaz datele printr-un canal de comunicaievirtual, complet separat de traficul generat de celelalte interfee. Astfel se reducenumrul coliziunilor, ceea ce conduce la creterea benzii de transfer i la optimizareamodului de utilizare a canalului de comunicaie.

Router-ul

Fig. 4 - ROUTER

Router-ul (fig. 4) este un dispozitiv ce interconectez ntre ele dou saumai multe reele de calculatoare.

n Internet, router-ul este un dispozitiv, sau n unele cazuri un software instalat pe uncalculator, care determin care este urmtorul punct din reea ctre care seexpediaz un pachet de date n drum spre destinaia sa final. Router-ul este

12


13/41

conectat la cel puin dou reele (n punctul n care o reea comunic cu cealalt,adic n gateway). Decizia asupra direciei n care se trimite fiecare pachet de datese bazeaz pe determinarea strii reelelor la care este conectat.

Router-ul creeaz i/sau stocheaz un tabel al rutelor disponibile, cu informaii

despre starea lor, i l utilizeaz mpreun cu algoritmii de determinare a distanei icosturilor pentru a selecta cea mai bun cale de urmat pentru pachetul dat. Deobicei, un pachet parcurge un numr de puncte de reea cu router-e nainte de aajunge la destinaie. Rutarea este o operaie asociat cu nivelul 3 din standardul OSI(Open Systems Interconnection), nivelul reea.

Router-ul utilizeaz pachete tip header (antet), o tabel de adrese pentru adetermina locaia n care s direcioneze datele i un protocol (de exemplu ICMP,Internet Control Message Protocol) pentru a comunica i a determina calea optim

ntre dou host-uri (sisteme gazd) pe Internet. Router-ul nu identific tipul iconinutul datelor transmise.

ICMP este o extensie a potocolului IP (Internet Protocol) care conine mesaje deeroare, control, informaii. De exemplu, comanda ping utilizeaz ICMP pentru a testaconexiunea Internet ntre dou sisteme.

IP specific formatul pachetelor de date i schemele de adresare. Majoritateareelelor combin IP cu un protocol de nivel mai nalt, TCP (Transmission ControlProtocol), care stabilete conexiunea virtual ntre surs i destinaie. IP-ul singur

funcioneaz ca sistemul potal. Permite adresarea unui pachet de date i lansareasa n Internet fr o legtur direct cu destinaia. TCP/IP stabilete conexiunea ntresurs i destinaie, astfel nct pe linia respectiv se poate face schimb de mesajecontinuu pe perioade de timp determinate.

n timp ce un switch conecteaz segmente ale unei reele, routere-le suntechipamente care interconecteaz mai multe reele. Switch-urile folosesc adreseleMAC pentru a transmite un cadru n interiorul unei reele. Routere-le folosesc adreseIP pentru a transmite cadrele ctre alte reele. Un router poate fi un calculator careare instalat un software special sau poate fi un echipament special conceput de

productorii de echipamente de reea. Routere-le conin tabele cu adrese IPmpreun cu cile optime ctre alte reele destinaie.

Puncte de acces wireless

13


14/41

Fig. 5 - ACCESS POINT

Punctele de acces wireless(fig. 5) ofer acces la reea pentru dispozitive wirelesscum ar fi laptopuri i PDA-uri. Punctul de acces wireless folosete unde radio pentrua realiza comunicaia cu calculatoare, PDA-uri i alte puncte de acces wireless. Un

punct de acces are o raz de acoperire limitat. Reelele mari au nevoie de maimulte puncte de acces pentru a asigura o acoperire adecvat.

Echipamente multifunc ionale

Fig. 6 - MULTIFUNCIONAL

Exist echipamente de reea care au mai multe funcii(fig. 6). Este mult maiconvenabil s cumprai i s configurai un singur echipament care deservete maimulte scopuri decat s cumprai un echipament separat pentru fiecare funcie.Acest lucru este adevrat mai ales pentru utilizatorii individuali. Acas, este depreferat s cumprai un echipament multifuncional dect s cumprai un switch,un router i un punct de acces wireless.

n tabelul 1 sunt prezentate echipamentele uzuale folosite ntr-o reea decalculatoare, precum i rolul i funcionalitatea lor.

14


15/41

Tab. 1 - Echipamente de re ea. Rol i func ionalitate

Nr.crt

.

Denumireechipamen

t

Rol Funcionalitate

1 Placa dereea

Interconectarea unorcalculatoare

Transmite datele prin mediul detransmisie

2 Repetorul Amplific semnalul primit Extinde suprafaa acoperit de oreea local cu un cost i olaten foarte sczute.

3 Hub Amplific semnalul primit dela un host(calculator) i ldistribuie ctre toatecelelalte calculatoare

Sunt echipamente care extindraza unei reele, primind date peun port, regenernd semnalul iapoi trimind datele pe toatecelelalte porturi.

4 Bridge Este un echipament folositpentru a filtra traficul dereea ntre segmentele unuiLAN.

Pstreaz n memorie informaiidespre toate echipamentele depe fiecare segment la care suntconectate, iar cnd un bridgeprimete un cadru, adresadestinaie este examinat deacesta pentru a determina dacrespectivul cadru ar trebui trimisctre un alt segment sau

aruncat.5 Switch Este un dispozitiv de reea

cu mai multe porturi carefiltreaz i expediazpachete de date ntresegmentele reelei.

Principiul de funcionare aswitch-ului are la bazmecanismul store-and-forward.

6 Router-ul Este un dispozitiv ceinterconectez ntre eledou sau mai multe reelede calculatoare

Router-ul creeaz i/saustocheaz un tabel al rutelordisponibile, cu informaii desprestarea lor, i l utilizeaz mpreun cu algoritmii dedeterminare a distanei icosturilor pentru a selecta ceamai bun cale de urmat pentrupachetul dat.

7 Puncte deacceswireless

Ofer acces la reea pentrudispozitive wireless cum arfi laptopuri i PDA-uri

Folosete unde radio pentru arealiza comunicaia cucalculatoare, PDA-uri i altepuncte de acces wireless.

15


16/41

Sugestii metodologice

Unde? Locul de desfurare a activitii de predare poate fi laboratorul deinformatic. Elevii vor lucra fiecare la un calculator conectat la internet.

Cum? Ca mod de organizare a clasei se poate lucra frontal la nceput(cnd seprezint tipurile de echipamente) i apoi pe grupe de 4/5 elevi sau chiar individual.

Pentru a preda acest material profesorul poate folosi o prezentare n formatelectronic rulat cu ajutorul unui proiector.

Ca activiti pentru elevi, profesorul poate s arate elevilor o plac de reea de la uncalculator din laborator, switch-ul reelei din laborator i eventual router-ul colii.Identificnd modelul fiecrui echipament, profesorul poate propune elevilor oactivitate de documentare prin care s culeag informaii de pe site-urileproductorilor despre echipamentele din laboratorul de informatic: caracteristicitehnice, categorie etc. Apoi profesorul poate propune o activitate de tip drag and dropn care elevii s asocieze nite imagini cu echipamentele discutate i denumirea lor.

Ca instrumente de evaluare se pot utiliza teste ce conin diverse tipuri de itemi(alegere multipl, ordonare de elemente, asociere, completare de spaii libere etc)

16


17/41

Tema 2. Medii de comunicare prin fire de cupru

Fia suport 2.1. Medii de comunicare prin fire de cupru

Acest material vizez competena Pregtete mediul de comunicare prin fire decupru

Prin mediu de comunicaie nelegem mediul ce asigur comunicareadintre dou calculatoare (mediul prin carecircul datele).

Mediile de comunicaii sunt de doutipuri:

Medii de comunicaii prin fire de cupru

Medii de comunicaii prin fibr optic

Medii de comunicaii ce utilizeaz unde (wireless)

Mediile de comunicaii prin fire de cupru sunt reprezentate de cabluri din cupru ceasigur transmisia datelor prin semnale electrice. Cablurile de cupru sunt cabluricoaxiale i cabluri torsadate.

Pentru reele locale se realizeaz cablarea structurat de tip UTP/STP.Conceptul de cablare structurat a fost dezvoltat ca urmare a necesitii uniformizriicelor dou tipuri de cablaje existente: cablajul de voce (telefonie) i cel de date. Pnla elaborarea standardelor de cablare structurat, partea de telefonie a unei cldiriera realizat pe cabluri rsucite (topologie stea), n timp ce pentru reeaua de date s-a utilizat cablul coaxial (topologie de tip magistral).

Cablul coaxial

Fig. 7

17


18/41

Cablul coaxial (fig. 7) a avut i are nc o larg folosire n reelele locale, datoritreelelor Ethernet 802.3. Viitorul ns nu i este favorabil, datorit faptului c ofer unmediu de transmisie partajat, imposibil de utilizat n reele de mare vitez, reele culegturi full duplex sau bazate pe utilizarea comutatoarelor super-rapide.

Performanele sale au fost atinse de cablul cu fire rsucite pentru distane scurte idepite de cablul cu fibr optic, pentru distane lungi.

Structura cablului coaxial este ilustrat de figura 8. El const dintr-un miez de cupru,numit conductorul central, izolat de al doilea conductor, conductorul exterior, deobicei un ecran realizat cu estur de fire subiri. Tot cablul este nvelit ntr-o teacde plastic.

Fig. 8

Exist mai multe tipuri de cablu coaxial:

* Thicknet sau 10BASE5 Cablu coaxial care a fost folosit n reelistic ifunciona la viteze de 10 Mbs pn la o distana maxim de 500 de metri. Are buniparametri electrici, dar dificil de montat, de realizat cablajul n interiorul unei cladiri,

datorit rigiditii i razei de curbur maxim admis.

* Thinnet 10Base2 Cablu coaxial care a fost folosit n reelistic i funciona laviteze de 10 Mbs pn la o distana maxim de 185 de metri.

* RG-59 Folosit mai ales pentru cablul de televiziune in Statele Unite.

* RG-6 Cablu de o calitate mai bun decat RG-59, cu o lime de band maimare i mai puin susceptibil la interferene.

Performanele sale sunt superioare pn la un punct cablului UTP, att n ce privetebanda de frecvena asociat, deci viteza de transmisie, ct i n ce priveteatenuarea semnalului pe cablu i interferenele cu exteriorul, cu implicaii asupra rateide eroare i distanei maxime de propagare a semnalului far a fi necesaramplificarea. Noile categorii de cablu UTP sunt ns comparabile ca performane.

Cablul coaxial folosit n transmisiile de date este cablul coaxial n band de baz, cuimpedana de 50W.

Conectarea calculatoarelor la cablul coaxial se face prin dou metode:

18


19/41

- folosind jonciuni T (fig. 9), metoda care prevede tierea cablului i inserareafiecrei pri ntr-o jonciune T, care este un conector care unete napoi cablul, darprevede i a treia cale, care face conexiunea ctre calculator.

Fig. 9

- utilizarea de conector de tip vampir (vampire tap- fig. 10), care permiteptrunderea i crearea unei guri n cablu pn la conductorul interior, n gaurinserndu-se conectorul, crendu-se tot un fel de conexiune n T, dar nefiindnecesar tierea cablului.

Fig. 10

Cabluri torsadate

Fig.11

Cablurile torsadate (fig. 11) sunt astfel concepute nct s previn interferenele ntre cmpurile electrice cauzate de transmisia datelor la frecvene mai mari. Uncablu torsadat este format din mai multe perechi compuse din dou fire de cupru

izolate, avnd o grosime tipic de 1 mm. Firele sunt mpletite ntr-o form elicoidal,

19


20/41

pentru a reduce interferena electric (dou fire paralele constituie o anten; dac lempletim nu mai formeaz o anten).

Interferenele pot fi cauzate de cmpurile electrice induse de alte fire din interiorulaceluiai cablu, sau de surse exterioare. Metodele prin care se ncearc reducerea la

minim a acestor interferene sunt mai multe, dintre care menionm:

torsadarea cablurilor dou cte dou, formndu-se astfel mai multe perechin interiorul crora cmpurile electrice create de cele dou fire se anuleaz;

transmiterea semnalului n mod balansat (semnalul util se transmite ca fiinddiferena ntre semnalele electrice dintre cele dou fire din cadrul unei perechi; nacest fel, atunci cnd apar interferene electrice de la surse exterioare cablului,acestea afecteaz n mod egal ambele fire, astfel nct diferena dintre acestearmne constant, semnalul fiind nealterat);

ecranarea cablurilor (metoda de prevenire a interferenelor electriceexterioare).

Cablurile rsucite (torsadate) (Twisted Pair, TP) pot fi de mai multe tipuri (Fig. 12):

Fig. 12

UTP (Unshielded Twisted Pair - fig. 13),

Fig. 13

Cablul UTP poate fi separat n mai multe categorii n funcie de urmtorii factori:

* Numrul de fire din cablu

* Numrul de torsadri ale firelor

20
http://bp1.blogger.com/_QrLRKGix8ic/R17xGmCfqiI/AAAAAAAAAM0/2wp9hQUw8L4/s1600-h/Cablu-UTP.png


21/41

Cablurile UTP sunt ieftine, subiri, flexibile, ne-ecranate (fr nveli izolator), cupatru perechi de fire rsucite din cupru. Acest tip de cablu se bazeaz pe efectul deanulare obinut prin torsadarea perechilor de fire care limiteaz degradareasemnalului cauzat de interferene electromagnetice (EMI) i interferene n frecvena

radio (RFI).n interiorul unui cablu UTP exist 4 perechi de fire torsadate:

Alb-portocaliu i portocaliu

Alb-verde i verde

Alb-albastru i albastru

Alb-maro i maro

Dintre aceste perechi, dou (verde i portocaliu) sunt folosite pentru transmisia dedate, o pereche (albastr) pentru transmisa de voce (telefonie), cealalat pereche(maro) putnd fi utilizat pentru alte aplicaii (alarme, monitorizare cldire etc.).Transmisia date/voce nu se poate realiza simultan pe acelai tronson de cablu UTP.Pentru reele mici (cu distane scurte ntre componente) acest tip de cablu estesuficient. Structura neecranat a UTP prezint pericolul de a se emite/recepionaradiaii electromagnetice. Pentru creterea imunitii la zgomote se mai utilizeaz ovariant de cablu denumit ScTP (Screened Twisted-Pair), identic cu UTP dar la

care toate cele patru perechi de fire de cupru sunt ecranate cu o folie metalic.Distana maxim pe care se poate ntinde un cablu UTP este 100 m. Pentru odistan mai mare de 100 m, se utilizeaz amplificatoare de semnal.

Dezavantajul cablurilor UTP este c nu pot fi folosite n exteriorul cldirilor, deoarecear fi supuse unor posibile ocuri electrice foarte mari, care ar cauza defectareaechipamentelor conectate cu aceste cabluri. Pentru a evita aceste probleme, nexteriorul cldirilor se poate folosi cablu ecranat (STP - shielded twisted pair) sauScTP (screened twisted pair). ScTP are un singur nveli de ecranare exterior, ogrosime un pic mai mare dect UTP, drept pentru care este relativ uor de

mpmntat. STP-ul are, pe lng nveliul de ecranare identic cu cel de la ScTP iun nveli separat pentru fiecare pereche.

STP (Shielded Twisted Pair - fig. 14), cablu rsucit ecranat, prevzut cupatru sau dou (varianta STP-A) perechi de fire de cupru, fiecare pereche fiindecranat cu o folie metalic n vederea reducerii zgomotelor parazite care potafecta semnalul util (perturbaii electrice, difonie). Cablul STP este mai scumpdect cel UTP.

21


22/41

Fig. 14

Conectorul RJ45 (Registered Jack 45) este un conector cu 8 fire, folosit n reelelocale, n special de tip Ethernet. Arat la fel ca RJ11 folosit n telefonie, doar c estepuin mai lat. n figura 15 sunt prezentate priza i mufa conectorului RJ45.

Fig. 15

Categoriile de cabluri UTP sunt urmtoarele:

Categoria 3 este folosit pentru sistemele telefonice i pentru Ethernet n reelelocale care funcioneaz la viteze de 10 Mbps. Categoria 3 are 4 perechi de fire.

Categoriile 5 si 5e au patru perechi de fire cu o rat de transmisie de 100 Mbps.Acestea sunt cele mai frecvent folosite. Cablul UTP de categoria 5e are mai multetorsadri pe metru dect cel de categoria 5. Aceste torsadri suplimentare previninterferenele din surse exterioare cablului sau cele datorate celorlalte perechi dincablu.

22


23/41

Unele cabluri de Categoria 6 folosesc un perete desparitor de plastic pentru asepara perechile de fire, fapt care impiedic interferenele. Perechile au deasemenea mai multe torsadri dect Categoria 5e. n unele medii de afaceri sau deacas sunt instalate cabluri Cat6 pentru a fi pregatite pentru cerinele de lime de

band din viitor. Aplicaiile precum video, conferinele video i jocurile folosesccantiti mari din limea de band.

Cablurile Cat6A produc semnalele Ethernet la o rat de 10 Gbps. Abrevierea pentruEthernet pe 10Gb peste cablu torsadat este 10GBase-T, aa cum este definit nstandardul IEEE 802.3 an 2006. Clienii care au nevoie de reele cu lime de bandcrescut pot beneficia de instalarea cablurilor ce suport Gigabit Ethernet sau 10 GbEthernet.

Cablarea structurat reprezint baza pe care este construit ntreaga reea de

calculatoare i telefonie a unei companii. O reea bine construit determin un gradsczut de probleme n cadrul reelei de calculatoare. Exist n momentul de fasoluii de reele fr fir (wireless), dar acestea nu ofer fiabilitatea, calitatea i vitezaunei reele la standardele CAT5e sau CAT6.

Avantajele cablrii structurate:

mutarea cu uurin a departamentelor far cheltuieli suplimentare

trafic de date la vitez mare

modificri de structur a reelei de date i voce extrem de simplu deefectuat

integrarea cu centrale telefonice

identificarea i remedierea problemelor de reea mult mai uor i ntr-untimp foarte scurt

problemele de reea sunt foarte rare i de cele mai multe ori sunt izolate

fiabilitate care tinde spre 100%

Tehnicienii de orice nivel ar trebui s tie la ce pericol se expun nainte de a lucra cuechipamente i cabluri de reea.

ntotdeauna purtai ochelari de protecie cnd lucrai cu cabluri. Niciodat nuintrai n contact direct cu capetele neizolate ale oricarui tip de cablu.

Riscurile cablului de cupru

23


24/41

Cablurile din cupru pot fi de asemenea periculoase la manevrare. Cnd tiai cablulde cupru, liele de cupru v pot nepa pielea sau v pot taia. Bucile mici care sardup tierea cablurilor se mprtie adesea n aer. Amintii-v s purtai ochelari deprotecie de fiecare dat cnd taiai orice fel de cablu.

Instrumentele de tiere i presare folosite pentru a repara sau finaliza cablul pot fipericuloase dac nu sunt folosite n mod corespunztor. Citii documentaia care vineodat cu instrumentele. Exersai folosind instrumentele pe un cablu ce poate fiaruncat i cerei ajutorul unui tehnician cu experiena dac avei nevoie.

Nu uitai c un cablu de cupru poate conduce curent electric. Un echipamentdeteriorat i electricitatea static poate induce curent electric chiar i ntr-un cabludeconectat. Dac avei vreo ndoial, testai cablul cu care lucrai cu un voltmetrunainte de a-l atinge.



Cum? Ca mod de organizare a clasei se poate lucra individual la nceput iapoi pe grupe de 4/5 elevi.

Pentru a preda acest material profesorul poate folosi o prezentare n formatelectronic rulat cu ajutorul unui proiector.

Ca activiti pentru elevi, profesorul poate dea poriuni mici (10-20 cm) de cablucoaxial i torsadat (UTP sau STP) fiecrui elev pentru ca acetia s identificeperechile de fire n cazul cablului UTP precum i prile interne ale cablului coaxial(nveli exterior, miezul de plastic, firul de cupru).

Apoi profesorul poate propune o activitate de tip drag and drop n care elevii sasocieze perechile de fire existente ntr-un cablu UTP.


24


25/41

Fia suport 2.2 Tipuri de cabluri din cupru. Sertizare i testare

Acest material vizeaz competena Pregtete mediul de comunicare prin fire de

cupru

Cele mai ntlnite cabluri UTP Cat5 sunt cele ce conin 4 perechi de fire. Aceste firesunt colorate diferit: sunt 4 culori pline i 4 culori ce conin i alb. Perechile sunt degenul: firul alb-portocaliu, firul portocaliu, etc. Mufele RJ-45 folosite pentru terminareacablurilor UTP conin 8 guri n care trebuie introduse cele 8 fire, apoi cu ajutorulunui clete de sertizat, se sertizeaz mufa. n dreptul fiecrei guri din muf se afl olamel metalic care iniial este deasupra gurii, astfel nct firul intr uor. n timpulacestui proces de sertizare lamela metalic din dreptul fiecrei guri este apsat istrpunge firul i astfel se realizeaz contactul electric.

Trebuie acordat mare atenie la detorsadarea firelor. Atunci cnd este ndeprtatmanonul de plastic i sunt detorsadate perechile pentru a putea introduce firele nmuf, trebuie avut mare grij ca bucata de cablu detorsadat s fie ct mai mic. ncaz contrar, va aprea o interferen ntre fire, genernd crosstalk. Practic vorbind,trebuie tiai cam 3-4 cm din manon, apoi sunt detorsadate firele, sunt aranjate nordinea dorit, iar apoi cu ajutorul unor lame pe care le are cletele de sertizat, sunttiate firele, lsnd cam 3/4 din lungimea mufei. n acest fel firele vor ajunge pn ncaptul mufei, asigurnd un contact electric perfect, iar bucata detorsadat va fi

aproape inexistent, minimiznd riscul apariiei crosstalk-ului.

Pentru mufarea cablurilor UTP exist dou standarde care specific ordinea firelor nmuf: EIA/TIA 568A i EIA/TIA 568B(fig. 16).

Fig. 16

25


26/41

n tabelul 2 sunt prezentate modalitile de aranjare a firelor n cadrul celor doustandarde T568A i T568B.

Tab. 2 Aranjarea firelor n cadrul standardelor T568A i T568B

Pin Funcie Culoare T568A Culoare T568B

1 Transmisie Alb-Verde Alb-Portocaliu

2 Transmisie Verde Portocaliu

3 Recepie Alb-Portocaliu Alb-Verde

4 Nefolosit Albastru Albastru

5 Nefolosit Alb-Albastru Alb-Albastru

6 Recepie Portocaliu Verde

7 Nefolosit Alb-Maro Alb-Maro

8 Nefolosit Maro Maro

n cazul tehnologiei 100BaseTX i 10BaseT (cele care sunt folosite de altfel)transmisia i recepia se fac pe cte o pereche. Cu alte cuvinte, doar dou dintre

aceste 4 perechi sunt folosite i anume perechile portocaliu i verde (respectndstandardele de mai sus). Pinii pe care se face transmisia i recepia sunt 1,2,3 i 6.Se folosesc dou fire pentru transmisie (Tx+ i Tx-) i dou pentru recepie (Rx+ iRx-).

Atenie: firele de Tx i firele de Rx trebuie s fac parte din aceeaipereche!!! S observm c prima pereche ajunge pe pinii 1 i 2, iar a doua perechepe pinii 3 i 6, adic exact pe acei pini folosii. Dac nu este respectat standardulexist marele risc ca cele dou fire folosite pentru Rx sau Tx s nu fac parte dinaceeai pereche, moment n care torsadarea nu mai este practic folosit i nu se vormai anula cmpurile electrice genernd interferene serioase (cu alte cuvinte ori nuva merge, ori va merge extrem de prost!).

n general n Europa se folosete standardul 568B, iar n Statele Unite 568A. De ceeste important de tiut sau de respectat acest lucru? Teoretic vorbind nu conteazcare standard este folosit, att timp ct ambele mufe (de la cele dou capete) suntfcute folosind acelai standard. Dar atunci cnd se lucreaz ntr-o reea de maridimensiuni, lucreaz mai muli oameni care poate nu vor discuta ntre ei i deci nu se

vor pune de acord cum s fac mufele. Prin urmare cea mai sigur soluie este catoat lumea s respecte acelai standard, astfel fiind reduse foarte mult problemelegenerate de erori umane.

26


27/41

n funcie de ce tipuri de echipamente conecteaz,exist 3 mari tipuri de cabluri:

Cablul normal, sau direct (straight-through) - are ambele capete sertizate folosindacelai standard (fie A-A - n SUA, fie B-B n Europa-fig. 18). Este folosit atunci cndconectm o staie ntr-un switch sau un hub. Aceste echipamente, n momentul n

care trimit biii de la un port la altul, inverseaz Tx-ul cu Rx-ul, adic ceea cetransmite o staie pe primii doi pini ajunge la cealalt staie pe pinii 3 i 6 de Rx(fig.17).

Fig. 17

Fig. 18

n general, se folosete un cablu straight-through pentru a conecta (echipamentediferite):

1 Switch de router

2 Switch de PC

3 Hub de PC

Cablul inversor (cross-over) - atunci cnd vrem s conectm direct dou staii ntreele fr a mai folosi un alt echipament, trebuie s avem n vedere c ceea cetransmite o staie trebuie s ajung la cealalt n pinii de Rx, iar pentru c nu mai

avem un echipament care s ne fac aceast inversare, trebuie s o facem singuri,folosind un cablu inversor. Acest cablu inverseaz practic pinii 1 i 2 cu pinii 3 i 6,

T568B T568B

T568A T568A

27


28/41

adic pinul 1 ajunge n cealalt parte la pinul 3 i pinul 2 la pinul 6 (fig. 19). Acestcablu se realizeaz fcnd o muf pe standardul A i una pe standardul B (seinverseaz perechile portocaliu cu verde- fig. 20).

Fig. 19

Fig. 20

n general, se folosete un cablu de tip cross-over pentru urmtoarelesituaii(echipamente de acelai tip):

1 Switch de switch

2 Switch de hub

3 Hub de hub

4 Router de router

5 PC de PC

T568A T568B

T568B T568A

28


29/41

Cablul consol (rollover) - Se folosete atunci cnd dorim s ne conectm la consolaunui router, care este un port de comunicaie serial prevzut cu o muf RJ45. Cellaltcapt l introducem ntr-un adaptor RJ45 - DB9 (sau DB25) pe care l folosim la portulserial al calculatorului. Acest tip de cablu are pinii n oglind, adic pinul 1 ajunge lapinul 8, 2 la 7, etc(fig. 21).

Fig. 21n tabelul 3 este prezentat o modalitate de aranjare a firelor (utiliznd la captul dinstnga standardul T568B) pentru cablul consol.

Tab. 3 Aranjarea firelor pentru cablul consol

Nr. pin Culoare Nr. pin Culoare

1 Alb-Portocaliu 1 Maro

2 Portocaliu 2 Alb-Maro3 Alb-Verde 3 Verde

4 Albastru 4 Alb-Albastru

5 Alb-Albastru 5 Albastru

6 Verde 6 Alb-Verde

7 Alb-Maro 7 Portocaliu

8 Maro 8 Alb-Portocaliu

Realizarea practic a unui cablu de reea

Pentru crearea unui cablu avem nevoie de un clete de sertizare(fig. 22), dou mufepentru UTP (RJ45) i o bucat de cablu UTP. Pentru o cablare corect, cablul UTP va fimultifilar. ntotdeauna n reelele UTP se folosete cablu unifilar pentru crearea structuriii cablu multifilar pentru conectarea calculatoarelor la prize sau la hub/switch dacdistana permite.

29


30/41

Fig.22

Etapele realizrii operaiei de sertizare sunt prezentate n tabelul urmtor:

Tab. 4 - Etapele realizrii operaiei de sertizare

Pentru realizarea unui cablu de reeastraight sau cross avei nevoie de un cletesertizor pentru mufe RJ45, un tietorspecializat sau un cuter.

Se taie mantaua de PVC a cablului la 3cm de capt folosind un tietor specializat (sepreseaz puin i se execut o micarecircular n jurul cablului) sau un cuter(atentie s nu taiai i firele).

Se despletesc perechile i se ordoneazfirele conform standardului dorit (T568A sauT568B).

30


31/41

Trebuie s avei grij s nu lsaicablurile mai lungi dect e necesar. Normalse pstreaz rsucite n interiorul izolaieipentru a nu aprea interferene. Dac cumvaai scos prea mult izolaie, tiai din cabluri

lsnd doar ~1.5cm de la captul izolaiei. Setaie firele la 1,5 cm de mantaua de PVC.

Se nfige cablul n muf repectndu-sepoziia mufei i ordinea firelor conformdescrierilor de mai sus. Se verific aezareacorect a firelor n muf.

Se sertizeaz mufa folosind cletele desertizare.



Cum? Ca mod de organizare a clasei se poate lucra frontal la nceput (cnd seprezint tipurile de echipamente) i apoi pe grupe de 4/5 elevi sau chiar individual.

Pentru a preda acest material profesorul poate folosi o prezentare n format electronic

31


32/41

rulat cu ajutorul unui proiector.

Ca activitate pentru elevi, profesorul poate propun realizarea efectiv a unui cablu.Pentru asta, fiecare elev va avea o poriune de cablu UTP/STP, dou mufe RJ45 i unclete de sertizare. Profesorul va urmri i ajuta elevii la realizarea acestei operaii.Pentru testarea cablurilor realizate de ctre elevi se pot nlocui cablurile deja existente ntre calculatoarele din reea i prizele din perete i utiliznd comanda PING, setesteaz comunicarea ntre calculatoare.


32


33/41

Tema 3. Medii de comunicare prin fibr optic

Fia suport: Medii de comunicare prin fibr optic

Acest material vizeaz competena Identific mediul de comunicare prin fibroptic .

Fibrele optice (fig. 23) sunt cilindri lungi i flexibili cu diametru de 10-100m, prin carerazele luminoase se propag prin reflexii interne totale multiple pe suprafaa lateral afibrei; exist i fibre optice cu gradient , caracterizate de faptul c indicele de refracieeste maxim n centrul fibrei, scade treptat spre periferia ei asfel nct reflexia total aluminii este mai complicat dect n cazul fibrelor optice simple.

Fibra optic este un conductor din sticl sau plastic care transmite informaii folosindlumina. Un cablu cu fibr optic, prezentat in Figura 3, conine una sau mai multe fibreoptice acoperite de o teac sau cama.

Fig. 23

Fibrele optice sunt fii subiri i lungi de sticl foarte fin cu diametrul prului uman.

Sunt aranjate n snopuri numite cabluri optice i sunt folosite pentru a transmitesemnale de lumin pentru distane lungi.

Pri componente (fig. 24):

miez (englez core) - centrul fibrei prin care circul lumina;

nveli optic (englez cladding) - material optic care nvelete miezul i carereflect total lumina;

33


34/41

nveli protector (englez coating) - nveli de plastic care protejeaz fibra dezgrieturi i umezeal.

Fig. 24

Sute sau mii de aceste fibre optice sunt aranjate n snopuri n cablu optic. Snopurilesunt protejate de nveliul extern al cablului numit mbrcminte.

Propagarea radiaiei luminoase prin fibra optic poate fi analizat din punctul de vedereal opticii geometrice atunci cnd diametrul miezului fibrei optice este mare comparativcu lungimea de und a radiaiei luminoase (efectele de difracie se neglijeaz). Dacdiametrul miezului fibrei optice este de acelai ordin de mrime cu lungimea de und aradiaiei luminoase, analiza trebuie fcut n cadrul opticii ondulatorii. n limbajul opticiigeometrice, radiaia luminoas incident la limita de separare dintre miezul fibrei (cuindicele de refracie n1 ) inveliul protector(cu indicele de refracie n2, n1 > n2) va fireflectat total i deci se va propaga fr pierderi de-a lungul fibrei optice, dac unghiul

de inciden este mai mare sau egal cu unghiul limit l , unde unghiul limit este datde relaia:

sin l=n2/n1

Fig. 25

Datorit faptului c este confecionat din sticl, cablul cu fibr optic nu este afectat deinterferenele electromagnetice sau interferenele cu frecvenele radio. Toate semnalele

34


35/41

sunt convertite n impulsuri de lumin pentru a intra n cablu, i convertite napoi nsemnale electrice cnd prsesc cablul. Aceasta nseamn c un cablu cu fibr opticpoate transmite semnale care sunt mai clare, ajung mai departe i au o laime de bandmai mare dect cablurile de cupru sau alte metale.

S presupunem c vrei s aprinzi o lantern ntr-un hol lung i drept. Pur i simplundreapt lanterna spre hol- lumina circul n linii drepte, deci nu e nici o problem. Dardac holul are o curb? Poi s pui o oglind n col ca s reflecte lumina. Dar dacholul ar avea multe curbe? Ai putea s mbraci pereii n oglinzi i s ndrepi luminaastfel nct s ricoeze dintr-un perete n altul pe hol. Aceasta este exact ce se ntmplntr-o fibr optic.

Cablurile cu fibr optic pot atinge distane de mai multe mile sau kilometri nainte de afi nevoie ca semnalul s fie regenerat. Totui cablul cu fibr optic are un pre mai maredect cablul de cupru i conectorii sunt de asemenea mai costisitori i mai greu de

instalat. Conectorii pentru fibra optic sunt SC, ST i LC(fig. 26). Aceste trei tipuri deconectori pentru fibra optic sunt half-duplex, ceea ce permite datelor s circule ntr-osingur direcie. Astfel, pentru comunicaie este nevoie de dou cabluri.

Fig. 26

Exist dou tipuri de cabluri cu fibr optic (fig. 27): Multimode Cablul are un miez mai gros dect cablul single-mode. Este mai

uor de fabricat, poate folosi surse de lumin mai simple (LED-uri) ifuncioneaz bine pe distane de civa kilometri sau mai puin. Fibrele opticemulti-mode au miezul de 62.5 microni n diametru i transmit lumina n infraroude la LED-uri (lungimea de und de la 850nm la 1300nm).

Single-mode Cablul are un miez foarte subire. Este mai greu de fabricat,folosete laser pentru semnalizare i poate transmite semnale la distane de zeci

de kilometri cu uurina. Au miezul de 9 microni n diametru i transmit lumina dela laser n infrarou (lungimea de und este de la 1300nm pn la 1550nm).

35


36/41

Fig. 27

Lumina ntr-un cablu cu fibre optice cltorete prin miez (holul) ricond constant denveli (pereii cu oglinzi), un principiu numit reflecie intern total. Pentru c nveliulnu absorbe nici un pic de lumin din miez, unda de lumin poate cltori distane mari.Oricum, cteva din semnalele luminoase se degradeaz n fibr, n principal din cauzaimpuritilor din sticl. Ct de mult se deterioreaz semnalul depinde de puritatea sticleii de lungimea de und a luminii transmise. Cele mai bune fibre optice nu deterioreaz

semnalul, mai puin de 10%/km la 1550nm.

Pentru a nelege cum sunt folosite fibrele optice n sistemele de comunicaii s neuitm la un exemplu dintr-un film din Al II-lea Rzboi Mondial, unde 2 vapoare ntr-oflot trebuie s comunice unul cu altul fr semnale radio sau pe mri agitate. Cpitanulunei nave trimite un mesaj unui marinar pe punte. Marinarul traduce mesajul n codMORSE (puncte i linii) i folosete semnal luminos (o lamp puternic) ca s trimitmesajul celeilalte nave. Marinarul de pe cealalt nav vede codul MORSE, ldecodeaz n englez, i trimite mesajul sus la cpitan. Acum, imaginai-v fcnd astacnd vasele sunt fiecare n cellalt capt al oceanului separate de mii de mile i ai unsistem de comunicaii prin fibre optice instalat ntre cele dou nave.

Un sistem de transmisie prin fibr optic este compus din:

transmitor- produce i codeaz semnalele luminoase;

fibra optic- conduce semnalele luminoase (pe distane lungi);

regeneratorul opticpoate fi necesar pentru amplificarea semnalului;

receptorul optic- primete i decodeaz semnalele luminoase

36


37/41

Tehnicile instalaiilor trebuie s protejeze ochii: cantitatea de energie optic emisdin sursa de lumin i n final prin extremitatea fibrei sunt suficiente pentru a afectaretina nainte ca victima s observe. Este indispensabil purtarea ochelarilor deprotecie infrarou pentru a lucra deasupra unui dispozitiv aflat n funciune.

Avantajele fibrelor optice

rata de transfer foarte mare n raport cu celelalte tipuri de conexiune;

mai mult siguran - fibra optic este insensibil la perturbaii electromagneticei este inaccesibil scanrilor ilegale pentru interceptarea transmisiunilor;

posibilitatea de instalare rapid i simpl, n orice condiii, datorit greutiireduse a cablului optic i existenei mai multor tipuri de cabluri.

Aplicaiile fibrelor i cablurilor optice:

Ele sunt foarte numeroase i reprezint mari posibilitai de dezvoltare.

a)Aplicaiile n reele naionale i internaionale de comunicaii.

Fibrele optice sunt complet adaptate la transmiterea de semnale de la un punct lacelalalt ntre centralele de comunicaie. Ele permit modularea analogic din moment cerspunsul lor este liniar pentru putere. Ele permit, mult mai bine, modularea numericcu un impuls de lumin reprezentnd simbolul 1 i cu un renel de obscuritate

reprezentnd simbolul 0, de ex.

Debitele foarte ridicate permit multiplicarea cu un factor cuprins ntre 10 si 50 acapacitaii unei reele instalate, nlocuindu-se cablurile metalice cu cele optice. nlocuirea permite de asemenea divizarea cu un factor apropiat de nr. 20. Cablurilesubmarine metalice concureaz deja cu sateliii de comunicaii. Cablurile submarineoptice pe principalele artere de telecomunicaii intercontinentale, vor deveni completindispensabile de satelii i invers.

b)Aplicaiile n reelele locale

n afar de reelele mari,fibrele optice permit instalarea eficace de reele locale ntr-unmediu perturbat de zgomotele eletromagnetice. Astfel, n aglomerarea urban, printr-oreea de fibre optice comutabile la distana, poliia rutier poate supraveghea pe videomarile intersecii, podurile etc.

Fibrele cu pierderi mici (mai mici de 1 dB/Km) sunt folosite pentru linii de comunicaiepe distane pn la civa kilometri. Asemenea linii pot constitui, de exemplu o legaturtelefonic sigur n limitele unui ora. Crearea unor astfel de linii de comunicaie estede perspectiv, deoarece un mnunchi de fibre optice este cu mult mai subire dect

un cablu telefonic obinuit i, n acelai timp, permite s se efectueze mult mai multeconvorbiri telefonice dect n prezent.Diverse i foarte importante sunt aplicaiile liniilorde comunicaie prin fibre optice relativ scurte. Vom da cteva exemple.Se tie c unul

37


38/41

dintre locurile inguste ale calculatoarelor electronice actuale l reprezint sistemele decomunicare, destinate introducerii i extragerii informaiei, realizrii comunicrii dintreprocesor i memorie, precum i comunicrii ntre mai multe calculatoare. Acestesisteme de comunicare au o schem complex fcut dintr-un mare numr deconductoare, n care se induc cureni electrici de zgomot, se creaz parazii ce nu pot fi

nlturai. Aici apare o deficiena caracteristic tuturor sistemelor de comunicaieelectrice: imposibilitatea principal a deculprii ideale ntre primire i recepie (intrare iieire), sensibilitate la toate perturbaiile exterioare. De aceea, folosirea unui sistem decomunicare bazat pe optica fibrelor, n calculatoarele electronice moderne, are buneperspective i este de mare importan pentru organizarea legturii dintre calculatoarerapide.

Sistemele actuale de comand a avioanelor sunt saturate de conductoare. nlocuireaconductoarelor cu fibre optice permite nu numai creterea calitii unui sistem decomand, ci i reducerea masei totale a avionului.

Prin liniile de comunicaie cu fibre optice se pot transmite nemijlocit imagini n micarefr a fi nevoie s se aranjeze cadrele dup succesiunea semnalelor. n acest scop seformeaz cabluri din fibre optice. Principiul transmiterii imaginilor prin cabluri de fibreoptice este destul de simplu. Se poate spune c fasciculele luminoase, reflectate sauemise de un element al imaginii transmise , parcurg ntreaga lungime a cablului i laieire reconstituie respectivul element din imagine. Pstrnd la ieirea cablului oaceeai distribuie reciproc a fibrelor ca i la intrare, se poate reconstitui imagineaexistent la nregistrare. n particular, se pot lua imagini de obiecte aflate n locuri greuaccesibile. Astfel, medicii pot privi in interiorul organelor interne ale corpului uman(esofag, stomac,intestine).

n tabelul 4 sunt prezentate standardele n materie de cabluri.

Tab. 4 - Standarde n materie de cabluri:

Standard Mediu Vitez Lungime Topologie

10Base2 coaxial 10Mbps 185 m magistral

10Base5 coaxial 10Mbps 500 m magistral

10BaseT torsadat 10Mbps 100 m stea

10BaseFL fibr m. 10Mbps 400 m stea

100BaseTX torsadat 100Mbps 100 m stea

100BaseFX fibr m. 100Mbps 2000 m stea

1000BaseT torsadat 1000Mbps 100 m stea


38


39/41


Cum? Ca mod de organizare a clasei se poate lucra frontal la nceput (cnd seprezint tipurile de cabluri optice) i apoi pe grupe de 4/5 elevi.

Pentru a preda acest material profesorul poate folosi o prezentare n format electronicrulat cu ajutorul unui proiector.De asemenea, profesorul poate utiliza un film ce continetehnologia de instalare/mufare a cablurilor optice.

Ca activiti pentru elevi, profesorul poate s arate elevilor un cablu optic, pentru aidentifica parile componente ale acestuia. Profesorul poate propune elevilor o activitate

de documentare prin care s culeag informaii de pe site-urile productorilor desprefibra optic: caracteristici tehnice, categorie etc. Apoi profesorul poate propune oactivitate de tip drag and drop n care elevii s asocieze nite imagini cuechipamentele discutate i denumirea i caracteristicile lor.


39


40/41

IV. Fia rezumatUnitatea de nvmnt_________________

Fia rezumat

Clasa________________ Profesor______________________

Nr.Crt.

Nume iprenume

elev

Competena 1 Competena 2 Competena 3Observaii

A 1 A 2 A X A 1 A 2 A 3 A 1 A 2 A 3

1 zz.ll.aaaa1

234...Y

1 zz.ll.aaaa reprezint data la care elevul a demonstrat c a dobndit cunotinele, abilitile i atitudinile vizate prin activitatea respectiv

40


41/41

V. Bibliografie

1. Ionescu, Dan. (2007). Retele de calculatoare, Alba Iulia: Editura All

2. Georgescu, Ioana. (2006). Sisteme de operare, Craiova: Editura Arves

3. Petre, Carmen. Popa, Daniela, Crciunoiu, tefania. Iliescu, Camelia. (2002).Informatic. Metodica predrii informaticii i tehnologiei informaiei icomunicaiei, Craiova: Editura Arves

4. Munteanu, Adrian.( 2006). Reele locale de calculatoare.Proiectare iadministrare,Bucureti:Editura Polirom

5. Rughini, Rzvan. Deaconescu, Rzvan. (2007). Administrarea Reelelor locale,Bucureti:Editura Printech

6. Cebuc, Emil. Ddrlat Vasile. (2006). Reele locale de calculatoare-de la cablarela interconectare (ed.revizuita si compl.). Bucureti: Editura Albastr

7. Bruce, Hallberg. (2006). Reele de calculatoare. Bucureti: Editura RosettiEducational

8. Lupu, Cristian. (2003). Interconectarea. Bucureti: Editura tehnic

9. Kearns, Dave. Peter Norton, Peter. (2006). Reele de calculatoare. Bucureti:Editura Teora

10. Meyers, Mike. (2007). Manualul NETWORK+ , pentru administrarea idepanarea reelelor. Bucureti: Editura Rosetti Educational

MP5_Comunicarea Intr-o Retea Locala (LAN) - Partea 1 IOTOVICI BOGDAN

Documents

Transcript of MP5_Comunicarea Intr-o Retea Locala (LAN) - Partea 1 IOTOVICI BOGDAN