IO35-1d

LANEX S.A.
ul. Ceramiczna 8
20-150 Lublin
tel. (081) 444 10 11
tel/fax. (081) 740 35 70
Instrukcja instalacji światłowodowego konwertera
100BASE-TX/100BASE-FX
SE-35
e-mail: [email protected]
www.lanex.pl
IO35-1D
Dział Serwisu
tel. (081) 444-10-11
Lipiec 2002
1. Wstęp
Konwerter SE-35 w pełni odpowiada standardowi IEEE 802.3u 100BASE-TX/FX.
Zastosowanie konwertera SE-35 pozwala wydłużyć segment sieci do ponad 32 km, przy
pracy w trybie “full duplex” i użyciu światłowodu jednomodowego.
Zmiana elektrycznego medium transmisyjnego na światłowodowe pozwala na
zwiększenie zasięgu transmisji oraz całkowite wyeliminowanie wpływu oddziaływań
zakłócających, takich jak: pole elektromagnetyczne, prądy błądzące, różnice potencjałów
uziemień itp.
2. Charakterystyka ogólna
Urządzenie posiada ekranowane złącze RJ45 przeznaczone dla dwuparowego kabla
skręcanego kategorii 5 oraz dwa złącza światłowodowe typu ST lub SC.
Konwerter SE-35 realizuje następujące funkcje:
- przesyła i odbiera dane (tryb pracy half/full duplex),
- wykrywa przerwę w linii światłowodowej,
- wykrywa przerwę w kablu elektrycznym,
- autonegocjacja (autokonfiguracja portu UTP),
- przenosi informację o uszkodzeniu linii światłowodowej na stronę kabla skręcanego.
2.1 Sygnalizacja
PWR - napięcie zasilania
LNK - przerwa w linii
RCV - transmisja danych
100BASE-TX to 100BASE-FX
FULL DUPLEX CONVERTER
MDI-X
LNK
RCV
PWR
RCV
LNK
6V
Brak świecenia zielonej diody LNK może oznaczać uszkodzenie kabla, wyłączenie
zasilania transceivera współpracującego na drugim końcu linii, odłączenie linii od
nadajnika tego transceivera lub zanieczyszczenie złącza światłowodowego (wtyku lub
gniazda).
IO35-1D
Lipiec 2002
3. Dane techniczne
Szybkość transmisji (full duplex)
Napięcie zasilania
Pobór prądu
Wnoszone opóźnienie
Temperatura pracy
Wilgotność
Wymiary
Masa
200 Mbps
6V
600 mA
290 ns
+5 do +50 OC
10 do 90 %
110 x 60 x 25 mm
ok 230 g
3.1 Parametry optyczne
Symbol urządzenia
Źródło światła / długość fali
Typ złączy światłowodowych
Minimalny poziom mocy optycznej sprzęganej
do światłowodu 9/125 µm
Minimalny poziom mocy optycznej sprzęganej
do światłowodu 50/125µm
Minimalny poziom mocy optycznej sprzęganej
do światłowodu 62,5/125µm
Poziom przesterowania odbiornika
Gwarantowana czułość odbiornika
- 3 dBm
- 35 dBm
Symbol urządzenia
Źródło światła / długość fali
Typ złączy światłowodowych
Minimalny poziom mocy optycznej w światłowodzie 9/125 µm
Gwarantowana czułość odbiornika
SE-35.2
LD/1300 nm
SC
- 12 dBm
- 35 dBm
Symbol urządzenia
Źródło światła / długość fali
Typ złączy światłowodowych
Minimalny poziom mocy optycznej w światłowodzie 50/125µm
Minimalny poziom mocy optycznej w światłowodzie 62,5/125µm
Gwarantowana czułość odbiornika
SE-35.3
LED/1300 nm
SC
- 23,5 dBm
- 20 dBm
- 31 dBm
SE-35.1
LD/1300 nm
ST®
- 20 dBm
- 12 dBm
- 11 dBm
3.2 Parametry elektryczne złącza RJ45
Różnicowa impedancja wejściowa
Amplituda sygnału na wyjściach różnicowych
IO35-1D
100 Ω
ok. 2000 mV
Lipiec 2002
4. Zasady łączenia
Gniazdo RJ45 konwertera SE-35 jest przystosowane do łączenia z portem
elektrycznym karty sieciowej stacji roboczej. W przypadku połączenia konwertera z
koncentratorem lub repeaterem wyposażonym w port RJ45 należy w kablu łączącym
skrzyżować odpowiednie pary przewodów zgodnie z poniższymi rysunkami.
a)
1
2
3
RJ-45
RJ-45
6
6
RJ-45
b)
1
2
3
RJ-45
1
2
3
1
2
3
6
6
Kable połączeniowe: a) konwerter - karta, b) konwerter - repeater.
Konwerter powinien być podłączony kablem skręcanym kat.5, którego impedancja
skręconych par przewodów wynosi 100 Ω. Maksymalna długość kabla może wynosić
100 m. Konwerter SE-35 regeneruje parametry czasowe sygnału jednak nie zaleca się
stosowania długiego odcinka kabla skręcanego. Długość kabla skręcanego powinna być
ograniczona na korzyść kabla światłowodowego.
Urządzenia realizuje funkcję przenoszenia uszkodzenia toru światłowodowego na
stronę elektryczną tzn. w przypadku odłączenia bądź uszkodzenia toru światłowodowego ,
konwerter dezaktywuje port elektryczny urządzenia. Funkcja ta jest korzystna ze względu
na łatwość zarządzania siecią i możliwość szybkiej lokalizacji uszkodzenia, jednakże
pociąga za sobą określoną procedurę instalacji. Aby uzyskać inicjalizację pracy
urządzenia od strony kabla skręcanego należy w pierwszej kolejności aktywować stronę
optyczną. Istnieje możliwość szybkiego sprawdzenia poprawności okablowania poprzez
połączenie nadajnika z odbiornikiem od strony optycznej. Urządzenie powinno zapalić
diodę LNK od strony optycznej. Po podłączeniu kabla skręcanego nastąpi procedura
autokonfiguracji portu elektrycznego. Po zakończeniu autokonfiguracji powinna zaświecić
się również dioda LNK od strony portu elektrycznego.
Konwerter współpracuje z kartami sieciowymi posiadającymi standardowe złącze RJ45
i zgodnymi ze standardem 100BASE-TX.
IO35-1D
Lipiec 2002
5. Zasięg transmisji
Zasięg transmisji uzależniony jest od kilku parametrów związanych zarówno z
samym urządzeniem jak i z konfiguracją połączenia. W zależności od trybu pracy
czynnikiem ograniczającym mogą być parametry optyczne konwertera, bądź dopuszczalne
opóźnienie w domenie kolizyjnej. Można wyróżnić dwie konfiguracje połączenia ważne z
punktu widzenia zasięgu transmisji, tj, tryb pracy łącza z monitorowaniem kolizji (half
duplex) i tryb pracy bez monitorowania kolizji (full dulex).
a) Praca w trybie “half duplex”.
Czynnikiem ograniczającym zasięg łącza w trybie pracy “half duplex” będzie
maksymalne dopuszczalne opóźnienie sygnału w łączu. Związane ono jest tak jak w łączu
10BASE-T z minimalną długością pakietu równą 512 bitów. Czas trwania bitu dla
transmisji 100 Mbit/s wynosi 10 ns, co po pomnożeniu przez liczbę bitów daje
dopuszczalne opóźnienie w łączu równe 5,12 µs. Wymagany budżet czasowy rozkłada się
na poszczególne urządzenia występujące pomiędzy stacją nadawczą i odbiorczą.
W sieciach Fast Ethernet podobnie jak w sieciach 10BASE-T ważną rolę spełniają
repeatery. Repeatery w założeniach powinny być używane do połączenia segmentów sieci
w jednej domenie kolizyjnej. Standard 100BASE-T definiuje dwa typy repeaterów:
Repeatery klasy I oraz repeatery klasy II. Repeatery klasy I służą do zmiany medium
transmisyjnego (100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T4) i wnoszą takie opóźnienie
do systemu, że tylko jeden repeater może być włączony w jedną domenę kolizyjną przy
maksymalnej długości segmentów. Dopuszczalne opóźnienie wnoszone przez ten typ
repeaterów wynosi 140 bitów co daje w skali czasu 1,4 µs. Repeatery klasy II typowo są
wyposażone w porty o jednym fizycznym systemie (np. 100BASE-TX/FX bez portów
100BASE-T4) i wnoszą opóźnienie systemowe, które umożliwia włączenie dwu
repeaterów w jedną domenę kolizyjną przy maksymalnej długości kabla. Opóźnienie
wnoszone przez repeatery klasy II wynosi: 92 bity dla repeaterów z portami 100BASEFX/FX oraz 67 bitów dla repeaterów z portami 100Base-T4. Daje to odpowiednio 920 ns i
670 ns opóźnienia w skali czasu.
Włączenie repeatera w pomiędzy stacje zmniejsza budżet czasowy o opóźnienie
wnoszone przez urządzenie. Maksymalna rozpiętość sieci w tym przypadku jest ściśle
związana z ilością i rodzajem włączanych pomiędzy terminale urządzeń.
Standard IEEE802.3u definiuje maksymalną długość łącza dla różnych typów
zastosowanych urządzeń i kabla (patrz. tabela poniżej).
IO35-1D
Lipiec 2002
Konfiguracja sieci
Transmisja po kablu skręcanym Transmisja światłowodowa
Rozpiętość sieci w [m]
Rozpiętość sieci w [m]
Transmisja pomiędzy DTE
100
412
i DTE
Dwa segmenty pomiędzy
200
272
DTE z repeaterem klasy I
Trzy segmenty pomiędzy
205
228
DTE z dwoma repeaterami
klasy II
Aby wyznaczyć maksymalną długość łącza należy znać parametry czasowe elementów
składowych potrzebnych do zestawienie połączenia. Poniższa tabela przedstawia wartości
opóźnień wnoszonych przez kolejne elementy toru podanych przez normę IEEE802.3u.
Składnik
Całkowite opóźnienie
Kabel kat.5
Światłowód wielomodowy
Repeater klasy I
Repeater klasy II
SE35
Wnoszone opóźnienie
5120 ns
5,7 ns/m (max.)
5 ns/km
(max.)
1400 ns
(całkowite)
920 ns
(całkowite)
290 ns
(typowe)
Przy wyznaczaniu długości kabla światłowodowego należy pamiętać, że 412 metrów
światłowodu ( w przybliżeniu około 2060 ns w jednym kierunku) pozwala na wykrywanie
kolizji w łączu bez repeatera. W całkowitym budżecie czasowym równym 5,12 µs należy
uwzględnić czas potrzebny na wykrycie kolizji. Tak więc rzeczywisty budżet czasowy
wynosi 412 bitów czyli 4120 ns.
Poniższe przykłady powinny być pomocne przy projektowaniu łącza sieciowego:
Przykład 1.
DTE
TP
SE-35
2m
11,4ns
Światłowód
SE-35
L=?
290ns
Ts=?
TP
2m
290ns
DTE
11,4ns
5120ns = 1000ns + 2 x 290ns +2 x 290ns +2 x 11,4ns +2 x 11,4ns + 2 x Ts + A
gdzie A jest marginesem systemowym równym 40ns
Ts = 1437,2 ns
IO35-1D
L = 287,5 m
Lipiec 2002
Przykład 2.
DTE
TP
3m
17,1ns
RPT II
920ns
SE35
2m
11,4ns
Światłowód
SE35
L=?
290ns
Ts=?
TP
2m
290ns
DTE
11,4ns
5120ns = 1000ns + 2 x 17,1ns + 4 x 11,4ns + 4 x 290ns + 2 x 920ns + 2 x Ts + A
Ts = 500,1 ns
L = 100 m
b) praca w trybie “full duplex”
Ze względu na brak monitorowania kolizji w trybie pracy full duplex nie ma
ograniczeń czasowych transmisji a zasięg zależy od budżetu mocy optycznej, pasma
przenoszenia światłowodu oraz typu nadajnika optycznego. Zgodnie z normą IEEE802.3u
zasięg łącza dla transmisji światłowodowej w trybie pracy full duplex i zastosowaniu
światłowodu gradientowego wynosi 2000 m. Należy jednak stwierdzić, że jest możliwe
uzyskanie większego zasięgu dla światłowodu gradientowego poprzez użycie dobrego
włókna światłowodowego (pasmo przenoszenia > 600 MHz/km) oraz diody o dobrych
parametrach optycznych.
W przypadku współpracy urządzenia SE-35.1 z urządzeniami innych producentów przy
zastosowaniu światłowodu gradientowego, poziom mocy optycznej sprzęganej do
światłowodu może przewyższyć maksymalny poziom wejściowej mocy optycznej
odbiornika konwertera, co powoduje błędy lub przerwanie transmisji. Poziom mocy
optycznej sprzęganej do światłowodu i poziom przesterowania odbiornika urządzenia
SE-35.1 przedstawiono w pkt. 3.1
Poniższy przykład ilustruje obliczenie zasięgu dla połączenia zrealizowanego
z wykorzystaniem światłowodu jednomodowego urządzenia SE-35.2.
typowa tłumienność światłowodu 9/125 µm 0,4 dB/km
poziom mocy nadajnika
-12 dBm
czułość odbiornika
-35 dBm
margines mocy
3 dB
budżet mocy
-12 dBm - (-35 dBm) = 23 dB
uwzględniając margines
23 dB - 3 dB = 20 dB
zasięg transmisji
20dB : 0,4 dB/km = 50 km
W przypadku transmisji światłowodowej nie jest możliwe jednoznaczne podanie
zasięgu. W celu jego określenia należy sporządzić bilans mocy, który uwzględnia moc
nadajnika, czułość odbiornika, zalecany margines oraz parametry kabla światłowodowego.
IO35-1D
Lipiec 2002
6. Zasady posługiwania się złączami światłowodowymi
Złącza są elementami o bardzo wysokiej precyzji i wymagają bardzo delikatnego
obchodzenia się z nimi. Należy je chronić przed kurzem i zabrudzeniem. Rozłączone
elementy złącza należy zabezpieczyć nasadkami ochronnymi. W razie zanieczyszczenia,
gniazdo można przedmuchać sprężonym, czystym powietrzem a wtyk przemyć alkoholem
izopropylowym lub etylowym. Należy przy tym bezwzględnie posługiwać się szmatką nie
pozostawiającą włókien.
7. Zasilanie
Konwerter SE-35 zasilany jest z zasilacza stabilizowanego o napięciu wyjściowym 6V
(+/-5%) i prądzie większym od 600 mA. Przewody zasilacza należy podłączyć do gniazda
zasilania konwertera zgodnie z biegunowością podaną na obudowie.
Oznaczenia biegunowości zasilacza
przewód czarny +6 V
przewód czarny z białą kreską GND
Uwaga: Konwerter SE-35 jest zabezpieczony przed odwrotnym podłączeniem zasilania.
8. Instalacja konwertera
Konwerter może być urządzeniem wolnostojącym lub może zostać zawieszony na
ścianie przy pomocy wieszaka wchodzącego w skład wyposażenia.
Po podłączeniu zasilania do konwertera i prawidłowym jego okablowaniu powinny
zaświecić się obydwie diody LNK. Port 100BASE-TX zostanie automatycznie
skonfigurowany dzięki protokołowi autonegocjacji zgodnie z ustawieniami dołączonego
urządzenia. Ustawienie portu urządzenia współpracującego w tryb pracy “full duplex”
(jeśli jest taki wymagany) spowoduje automatyczną renegocjację i rekonfigurację portu
konwertera.
Uwaga: W przypadku braku sygnału link od strony optycznej zostanie
zdezaktywowany port elektryczny urządzenia. Pojawienie się sygnału link od strony
optycznej spowoduje automatyczną konfigurację portu elektrycznego.
Uwaga: Urządzenia SE-35.1 i SE-35.2 są wyposażone w nadajnik laserowy.
Promieniowanie emitowane przez nadajnik laserowy jest szkodliwe dla wzroku!
Sygnalizuje to symbol umieszczony na obudowie urządzenia.
IO35-1D
Lipiec 2002
Pod żadnym pozorem nie należy patrzeć na nieosłonięte gniazdo, do którego nie jest
dołączone złącze światłowodowe. Nadajnik emituje pełną moc zawsze, gdy tylko
urządzenie jest podłączone do zasilania.
ST jest znakiem handlowym firmy AT&T.
Ethernet jest znakiem handlowym firmy XEROX Corp
9. Przykładowe sposoby wykorzystania konwertera
10BASE-T
100BASE-FX
Segment 100BASE-FX
SE-35
Segment
100BASE-TX
IO35-1D
Lipiec 2002
Hub przełączający
Segment
100BASE-TX
Segment
100BASE-TX
SE-34
SE-35
SE-34
Segment
10BASE-T
Segment
100BASE-FX
Segment
10BASE-FL
SE-34
SE-35
Segment
10BASE-FL
Hub przełączający
Segment
100BASE-TX
SE-34
Segment
10BASE-T
Segment
10BASE-FL
Segment
10BASE-T
IO35-1D
Lipiec 2002