Информационные кабельные сети

О. Р. Ходасевич

информационные 

кабельные сети

Рекомендовано учреждением образования 

«Республиканский институт профессионального образования» 

Министерства образования Республики Беларусь в качестве 

учебно-методического пособия для учащихся и преподавателей 

учреждений образования, реализующих образовательные программы 

среднего специального образования по специальностям 

«Сети телекоммуникаций», «Вычислительные машины, системы и сети»

Минск
РИПО
2019

УДК 621.39(075)
ББК 32.84я723

Х69

А в т о р:

декан факультета повышения квалификации и переподготовки кадров 

УО «Белорусская государственная академия связи», кандидат технических наук, 

доцент О. Р. Ходасевич.

Р е ц е н з е н т ы:

цикловая комиссия общепрофессиональных и профилирующих дисциплин

УО «Гродненский государственный политехнический колледж» (В. Д. Орехво);

начальник управления информационных технологий РУП «Белтелеком»  

О. А. Волков.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее 

части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства образо
вания Республики Беларусь.

Ходасевич, О. Р.

Х69
Информационные кабельные сети : учеб.-метод пособие / О. Р. Ходасе
вич. – Минск : РИПО, 2019. – 194 с. : ил.

ISBN 978-985-503-860-4.

В учебно-методическом пособии изложены принципы построения информаци
онных сетей на основе протокола IPv4, а также построения кабельной сети организации с использованием современных типов оптических и медных кабелей, беспроводных технологий. Приведены методики для освоения практических навыков, 
необходимых при монтаже оптического кабеля, кабеля «витая пара», настройке 
беспроводных устройств информационной сети. Материал подготовлен на основе 
современных международных стандартов в области телекоммуникаций, содержит 
большое количество  рисунков, схем, а также методику проведения тренингов.

Предназначено для учащихся и преподавателей учреждений среднего специаль
ного образования по специальностям «Сети телекоммуникаций», «Вычислительные 
машины, системы и сети», а также может быть использовано для подготовки экспертов (тренеров) и конкурсантов национальной и региональных команд на конкурсах профессионального мастерства по компетенции «Информационные кабельные сети».

УДК 621.39(075)
ББК 32.84я723

ISBN 978-985-503-860-4 
 
© Ходасевич О. Р., 2019
 © Оформление. Республиканский институт

профессионального образования, 2019

ПРЕДИСЛОВИЕ

Информационные сети в настоящее время стали неотъем
лемой частью практически любой организации. Финансовая, 
техническая, служебная и другие виды информации требуют 
соответствующей обработки, хранения и передачи между пользователями. При этом способы построения «транспортной» среды для корпоративных данных во многом влияют на качество и 
скорость передачи информации. До недавнего времени основой 
любой сети передачи данных, видео или голоса являлась кабельная система. Более того, для решения задач универсальности (передача данных локальных вычислительных сетей (ЛВС), 
телефонного трафика, видеоинформации) и гибкости (изменение конфигурации и физической топологии кабельной системы 
путем перекоммутации кабелей на кроссовом оборудовании) такая система должна была строиться по принципам структурированной кабельной системы (СКС). Данная система реализуется на основе медных или оптических кабелей, все ее элементы 
интегрируются в единый комплекс и эксплуатируются согласно 
определенным правилам. Оконечными устройствами в такой 
сети являются стационарные устройства, подключенные к сети 
с помощью кабеля.

Однако все большую популярность приобретают мобильные 

терминальные устройства, которые позволяют работникам организации иметь доступ к сетевым ресурсам постоянно и в любом 
месте. Поэтому в настоящее время составной частью информационной сети организации становятся беспроводные сегменты, которые необходимо интегрировать с проводной сетью. Это в пол

Предисловие

ной мере относится к установке как домашней (офисной) сети, 
так и сети крупной организации. 

Кроме того, современные мировые тенденции требуют изме
нения функций специалистов, устанавливающих информационную кабельную систему, предъявляя к их квалификации новые 
требования. В частности, специалист данного профиля должен 
знать стандарты и правила работы оконечных устройств ЛВС, 
простейших сетевых устройств и уметь их настраивать. В связи 
с этим в мировой практике появился термин – информационная кабельная сеть, т. е. сеть организации, объединяющая традиционную СКС и подключенные к ней беспроводные сегменты. 
Компетенция «Информационные кабельные сети» включена в 
перечень профессий блока «Информационные технологии», по 
которым проводят соревнования в рамках международного конкурса профессионального мастерства WorldSkills International. 

Необходимость написания данного учебно-методического 

пособия возникла в связи с потребностью учесть тенденции развития современных информационных сетей, а также расширить 
функции специалистов, ответственных за установку и эксплуатацию информационной кабельной сети организации.

В учебно-методическом пособии представлены учебный ма
териал, а также методики освоения практических навыков, необходимых при разделке и сварке оптического кабеля, монтаже 
кабеля «витая пара», настройке беспроводных устройств, расчете 
сетевой адресации IP-сетей. В приложении приведены тренинги 
для подготовки участников республиканских и международных 
конкурсов профессионального мастерства по компетенции  «Информационные кабельные сети». 

ГЛаВа 1. ИНФОРМаЦИОННаЯ СЕТЬ 

ОРГаНИзаЦИИ

1.1. ПРИНЦИПы ОРГаНИзаЦИИ 

ИНФОРМаЦИОННыХ СЕТЕй

Модели сетевого взаимодействия

Для обеспечения правильной и корректной работы, а так
же взаимодействия между собой информационные сети должны 
функционировать по единым правилам. Эти правила в сетевых 
технологиях называют протоколами. Сетевые протоколы определяют способ передачи сообщения через сеть, форматы и размеры 
сообщений, принципы кодирования сообщений, способы адресации устройств, способы и методы шифрования сообщений, 
способы исправления ошибок и многое другое. При этом для 
осуществления передачи сообщения от источника к получателю 
через всю сеть необходим набор (стек) взаимодействующих между собой протоколов, каждый из которых отвечает за решение 
своей конкретной задачи. 

Набор протоколов может быть разработан международной ор
ганизацией по стандартизации или компанией-производителем. 
Если протокол принят отраслевыми компаниями, то для международного признания он должен быть утвержден организацией 
по стандартизации. Наиболее известными международными организациями по стандартизации являются:

ISO (International Oraniation or Standardiation) – Между (International Oraniation or Standardiation) – МеждуInternational Oraniation or Standardiation) – Между Oraniation or Standardiation) – МеждуOraniation or Standardiation) – Между) – Между• 

народная организация по стандартизации;

IETF (Internet EnineerinTask Force) – Инженерная группа 
• 

по развитию Интернета;

Глава 1. Информационная сеть организации

IEEE (Institute oElectrical and Electronics Enineers) – 
• 

Институт инженеров по электротехнике и электронике;

TIA (Telecommunications Industry Association) – Ассоциация 
• 

телекоммуникационной промышленности;

EIA (Electronic Industries Alliance) – Альянс отраслей элек• 

тронной промышленности;

ITU-T (International Telecommunications Union, Telecom• 

munication Standardiation Sector) – Международный союз электросвязи, сектор стандартизации телекоммуникаций.

Использование стандартов при разработке и реализации 

протоколов гарантирует, что продукты и оборудование разных 
производителей будут успешно взаимодействовать между собой. 
Если какой-либо производитель строго не соблюдает стандарты 
протокола, то его оборудование или программное обеспечение 
(ПО) не сможет успешно взаимодействовать с продуктами других 
производителей.

Работа любого телекоммуникационного устройства может 

быть разбита на функциональные уровни в соответствии с моделью протоколов. Модель протоколов обеспечивает единообразное 
применение всех сетевых протоколов и сервисов, описывая то, что 
необходимо сделать на определенном функциональном уровне, но 
не предписывая конкретные способы выполнения. В настоящее 
время в мире широко используют две модели протоколов: эталонная модель OSI и модель протоколов TCP/IP. Отметим, что 
модели во многом схожи между собой и на рисунке 1.1 показано 
примерное соответствие их функциональных уровней.

Протокольная модель сетевого взаимодействия TCP/IP

была создана в конце 60-х гг. и положена в основу работы сети 
Интернет. Как показано на рисунке 1.1, такая модель определяет 
четыре функциональных уровня, необходимых для успешного 
взаимодействия. В основе модели лежит стек протоколов TCP/IP, 
что и дало название модели. 

Модель протоколов OSI была разработана Международной 

организацией по стандартизации ISO в начале 70-х гг. Модель 
была более детальной, состояла из семи функциональных уровней 
и предназначалась для замены модели TCP/IP. Однако разработразработ
чики оборудования и сервисов в ряде случаев по-прежнему продолжали использовать модель TCP/IP из-за ее упрощенной структуры и гибкости. При этом прикладной уровень модели TCP/IP 
соответствует трем верхним уровням модели OSI, а уровень сетеOSI, а уровень сете, а уровень сете
вого доступа – канальному и физическому уровням модели OSI.

1.1. Принципы организации информационных сетей

Модель OSI

Прикладной

Сеансовый

Сетевой

Канальный

Физический

Интернет

Уровень  
сетевого 
доступа

Транспортный

Прикладной

Транспортный

Презентационный

Модель TCP/IP

Рис. 1.1. Модели протоколов

На каждом уровне моделей определен ряд протоколов, реа
лизующих те или иные функции. Рассмотрим назначение протоколов и уровней на примере модели OSI.

Физический уровень отвечает за согласование оборудования с 

физической средой передачи (кабелем или радиоканалом). Протоколы физического уровня описывают электрические, механические, функциональные и процедурные средства для активации, 
поддержки и деактивации физического соединения, обеспечивающего передачу битов данных от одного устройства другому.

Канальный уровень отвечает за передачу данных между двумя 

устройствами, взаимодействующими непосредственно друг с другом. Протоколы канального уровня описывают способы обмена 
кадрами данных при обмене данными между устройствами через 
среду передачи данных.

Сетевой уровень формирует сетевую адресацию и отвечает за 

перемещение данных через сеть. Протоколы сетевого уровня предоставляют функции для обмена данными по сети между указанными в адресах оконечными устройствами.

Транспортный уровень контролирует передачу данных через 

сеть. Он определяет сервисы для сегментации, передачи и сборки данных для отдельных коммуникаций между оконечными 
устройствами.

Сеансовый уровень отвечает за организацию сеанса связи. Он 

выполняет функции по обеспечению диалога и управления обмена данными.

Глава 1. Информационная сеть организации

Уровень представления (презентации) обеспечивает преобразо
вание данных от конкретного приложения к общему универсальному виду для дальнейшей их обработки нижележащими протоколами, и наоборот.

Прикладной уровень обеспечивает прием данных от конкрет
ного приложения (электронной почты, видеоконференции, базы 
данных и пр.) и содержит протоколы для обмена данными между 
приложениями и процессами.

Таким образом, при передаче данных происходят прием ин
формации уровнем приложения, перемещение данных по модели 
сверху вниз с соответствующей обработкой на каждом уровне и 
передача данных оборудованием физического уровня в виде сигналов в линию связи.

По мере того как данные приложений передаются по стеку 

протоколов от уровня приложений до физического уровня, различные протоколы добавляют в них информацию на каждом из 
уровней. Рассмотрим это на примере (рис. 1.2). 

Заголовок 
сегмента

Заголовок 
сегмента

Заголовок 
сегмента

Данные

Данные

Данные

Данные
Данные
Данные

Заголовок 
пакета

Заголовок 
пакета

Заголовок 
кадра

Окончание кадра

Биты данных

Кадр

Пакет

Сегмент

Данные
Электронная почта

1100010101000101100101001010101001

Рис. 1.2. Протокольные блоки данных

1.1. Принципы организации информационных сетей

Допустим, пользователь передает сообщение электронной 

почты. Приложение на прикладном уровне – почтовая программа – принимает сообщение, оцифровывает его, после чего оно 
подвергается обработке презентационным и сеансовым уровнями. 
Транспортный уровень принимает данные от сеансового уровня 
(модель OSI) или уровня приложений (модель TCP/IP) и провоOSI) или уровня приложений (модель TCP/IP) и прово) или уровня приложений (модель TCP/IP) и прово
дит их разбиение на небольшие части. Каждая часть получает заголовок транспортного уровня со служебной информацией. Этот 
блок данных называют сегментом (sement). Транспортный уроsement). Транспортный уро). Транспортный уро
вень передает сегменты сетевому уровню. Последний добавляет 
к сегменту свой заголовок, содержащий служебную информацию 
сетевого уровня (в том числе сетевые адреса). Этот блок данных 
называют пакетом (acket). атем пакеты поступают на канальacket). атем пакеты поступают на каналь). атем пакеты поступают на каналь
ный уровень. Данный уровень добавляет к пакету свой заголовок 
и хвостовик со своей служебной информацией. Этот блок данных называют кадром (rame). Только после этого данные в виде 
кадров поступают на физический уровень и передаются в канал 
связи в виде сигналов. Этот процесс называют инкапсуляцией, а 
форму, которую принимает массив данных на каждом из уровней, – протокольным блоком данных (PDU). 

Каждый вид оборудования в информационной сети реали
зует определенные функции согласно сетевым моделям. Оконечное (пользовательское) оборудование сети (компьютеры, телефоны, видеокамеры и др.) реализует все семь уровней модели OSI. 
Узловое сетевое оборудование (маршрутизаторы) работает на трех 
нижних уровнях модели. Обычные сетевые коммутаторы (свичи), модемы работают на двух нижних уровнях. Концентраторы 
(хабы), повторители, все пассивное оборудование информационной сети (кабели, панели, телекоммуникационные розетки и пр.) 
используют на нижнем, физическом уровне.

адресация устройств в информационных сетях

В настоящее время в обязанности работников, разворачи
вающих информационную сеть, часто входит подключение к 
сети различного оборудования. Это могут быть компьютеры, модемы, простые маршрутизаторы, точки беспроводного доступа 
и пр. При этом кроме физического подключения к сети специалисту необходимо выполнить базовые сетевые настройки оборудования. Для этого необходимо знать схему сетевой адресации и 
принципы ее использования. 

Глава 1. Информационная сеть организации

Для обмена данными в сети устройству необходим сетевой 

адрес. Сегодня чаще всего это IP-адрес – логический сетевой 
адрес конкретного узла. Для обмена данными с другими устройствами, подключенными, например, к сети Интернет, необходим 
правильно настроенный IP-адрес. 

IP-адрес присваивают, как правило, сетевому интерфей-адрес присваивают, как правило, сетевому интерфей
су. Обычно это сетевая интерфейсная плата, установленная в 
устройстве. Примерами пользовательских устройств с сетевыми 
интерфейсами могут служить рабочие станции, серверы, сетевые принтеры, IP-телефоны, маршрутизаторы (рис. 1.3). Иногда 
в серверах устанавливают несколько сетевых плат, у каждой из 
которых есть свой IP-адрес. Одно устройство может иметь неIP-адрес. Одно устройство может иметь не-адрес. Одно устройство может иметь не
сколько IP-адресов, например каждому интерфейсу маршрутиIP-адресов, например каждому интерфейсу маршрути-адресов, например каждому интерфейсу маршрути
затора, обеспечивающего связь с другими сетями, присваивают 
свой IP-адрес.

Организация А 
172.16.30.5

Организация В 
10.5.105.50

Интернет

192.168.5.100

192.168.200.8

Рис. 1.3. Пример использования IP-адресов

В каждом отправленном по сети пакете данных есть IP
адреса отправителя и получателя. Эта информация необходима 
сетевым устройствам для передачи адресату информации и передачи отправителю ответа.

Рассмотрим структуру IP-адреса, определяемого интернет
протоколом версии 4 (IPv4). В настоящее время это наиболее 
распространенный в информационных сетях тип IP-адресов.