Пробник для проверки сетевых кабелей UTP
В статье рассказывается о конструкции несложного пробника и его применении для проверки сетевых кабелей UTP EIA/TIA 568.
Специалисты, занимающиеся изготовлением кабелей для прокладки компьютерных сетей знают, что после изготовления кабель необходимо проверить. Сделать это можно несколькими способами, например новый кабель устанавливают взамен аналогичного в работающей сети. Но такой способ проверки часто не подходит, так как требуется иметь под рукой два компьютера с сетевыми картами или компьютер и концентратор, отстоящие один от другого на расстояние, не превышающее длину проверяемого кабеля. Другой вариант проверки заключается в использовании для этой цели мультиметра, включенного в режим измерения сопротивлений, но этот способ довольно трудоемок, поскольку контакты вилок соединителя RJ-45 не приспособлены для непосредственного подключения щупов мультиметра и требуются какие-то приспособления. Кроме того, необходимо участие двух человек, поочередно проверяющих каждый из проводников кабеля. Наиболее приемлемо применение специального пробника, особенно при частом изготовлении кабелей.
Схема одного из вариантов пробника показана на рис. 1 и 2. В качестве кабеля для примера предложен UTP-кабель 5-й категории для сетей 100 Мбит/с.
Рис. 1
Рис. 2
Пробник состоит из модулей А1 и А2, расположенных в двух разных корпусах.
В модуле А1 (рис. 1) на трех элементах И-НЕ микросхемы DD1, включенных инверторами, выполнен генератор тактовых импульсов, четвертый элемент используется в качестве буфера. Частота генератора (несколько герц) определяется элементами R1, C1. Основа пробника — двоично-десятичный счетчик, совмещенный с дешифратором DD2 типа К561ИЕ8 [1], управляемый по входу СN, вход CP не используется и соединен с общим проводом. При поступлении заднего фронта тактовых импульсов на вход CN счетчика DD2 на выходах его дешифратора Q0-Q9 появляется „бегущая единица”, и их состояние изменяется следующим образом: 1000000000, 0100000000, 0010000000,... 0000000001). На вход R микросхемы DD2 с ее выхода Q5 через диод VD1 поступает импульс сброса, следовательно рабочий цикл пробника состоит из пяти тактов. Уровень лог. 1 с выходов DD2 в течение четырех тактов поочередно открывает транзисторные ключи VT1-VT4, которые в свою очередь зажигают светодиоды VD2-VD5 и открывают один из четырех оптронов DA1, DA2. Во время пятого такта ни один из светодиодов не светится, чем вводится своеобразная метка, облегчающая работу с пробником. Перевод переключателя SA1 в положение „ФИКС” фиксирует в активном состоянии любой из пяти тактов счетчика для подробного контроля проверяемой цепи. Элементы C2, R2 предназначены для обнуления счетчика при подаче питания.
Модуль А2 (рис. 2) содержит четыре светодиода VD1-VD4 с ограничительными резисторами R1-R4 и источник питания. В каждом из первых четырех тактов, когда один из четырех оптронов модуля A1 находится в открытом состоянии, замыкается цепь индикации. Рассмотрим в качестве примера оранжевую пару кабеля: плюс источника питания G2 — светодиод VD1 — резистор R1 — бело-оранжевый проводник кабеля — выв. 1, 13 фототранзистора DA1 — оранжевый проводник кабеля — минус источника питания G1. Подобный процесс повторяется и для других пар кабеля во время следующих тактов.
Немного о замене элементов, используемых в пробнике. В качестве микросхемы DD1 можно использовать К564ЛА7, К1564ЛА3, К561ЛЕ5, К564ЛЕ5, К1564ЛЕ1 или иностранные аналоги CD4001 и CD4011. Вместо микросхемы DD2 К561ИЕ8 можно применить К561ИЕ9, К564ИЕ9 или аналог CD4017. Буквенные префиксы могут быть не только CD, но и МС1, GD, HCF, TC, HFF и др. В качестве транзисторов VT1-VT4 можно использовать любые маломощные кремниевые n-p-n транзисторы. Вместо сдвоенных оптронов DA1 и DA2 типа К249КП1 можно применить оптроны TLP521-2 фирмы TOSHIBA либо один счетверенный оптрон TLP521-4 той же фирмы. Также можно использовать четыре практически любых одинарных оптрона, например, типа 4N35. Индикаторные светодиоды также заменяются на любые, имеющиеся в наличии. Наиболее удобно разместить элементы обоих модулей в корпусах настенных розеток для компьютерных сетей. Для питания модулей можно использовать любые гальванические или аккумуляторные батареи напряжением 3 В.
Пробник практически не нуждается в налаживании. При использовании другого типа индикаторных светодиодов или оптронов в модуле А1 необходимый ток через них можно установить подбором сопротивлений резисторов R3 и R4 соответственно. В модуле А2 ток через светодиоды устанавливается подбором резисторов R1-R4. Желаемую частоту переключения проверяемых пар можно установить подбором номиналов резистора R1 или конденсатора С1.
Алгоритм проверки сетевого кабеля пробником можно представить следующим образом:
1. Подключить одну из вилок кабеля к розетке X1 модуля А2 пробника, вторую вилку кабеля оставить свободной. Ни один из светодиодов модуля A2 при этом не должен светиться: свечение указывает на замыкание в соответствующей паре кабеля.
2. Подключить вторую вилку кабеля к розетке X1 модуля А1, питание модуля не включать. Ни один из светодиодов модуля А2 не должен светиться: свечение укажет на „переворот” соответствующей пары.
3. Включить питание модуля А1 переключателем SA2 (положение „ON”), переключатель SA1 установить в положение „АВТ”.
4. При проверке кабеля „компьютер-концентратор” (HUB) для сетей 100 Мбит/с проследить за тем, чтобы светодиоды 1-4 модуля А2 зажигались в той же последовательности, что и светодиоды 1-4 модуля А1.
5. При проверке кабеля „компьютер-компьютер” для сетей 100 Мбит/с свечению светодиода 2 модуля А2 должно соответствовать свечение светодиода 1 модуля А1, а свечению светодиода 1 модуля А2 — соответственно свечение светодиода 2 модуля А1; светодиоды 3 и 4 модуля А2 должны зажигаться в той же последовательности, что и светодиоды 3 и 4 модуля А1.
6. При проверке кабеля „компьютер-концентратор” (HUB) для сетей 10 Мбит/с проследить, чтобы светодиоды 1 и 2 модуля А2 зажигались в той же последовательности, что и светодиоды 1 и 2 модуля А1. Светодиоды 3 и 4 модуля А2 не должны светиться.
7. При проверке кабеля „компьютер-компьютер” для сетей 10 Мбит/с свечению светодиода 2 модуля А2 должно соответствовать свечение светодиода 1 модуля А1, а свечению светодиода 1 модуля А2 — соответственно свечение светодиода 2 модуля А1. Светодиоды 3 и 4 модуля А2 не должны светиться.
8. Если порядок свечения светодиодов не соответствует указанному, это свидетельствует о неправильной разводке кабеля. Отсутствие свечения одного из светодиодов указывает на обрыв соответствующей пары, а постоянное свечение — на ее замыкание.
9. Можно перевести переключатель SA1 в положение „ФИКС”, зафиксировав неисправную пару для более подробной проверки.
При желании пробник можно сделать более универсальным, приспособив его также для проверки коаксиальных сетевых и телефонных кабелей. Для этого необходимо дополнить модули А1 и А2 коаксиальными гнездами типа BNC (X3) и телефонными гнездами типа RJ-11 (X2), подключив их, как показано на рис. 3.
Рис. 3
Алгоритм проверки коаксиальных сетевых кабелей можно представить следующим образом:
1. Подключить одну из вилок кабеля к соединителю X3 (BNC) модуля А2, вторую вилку кабеля оставить свободной. Не один из светодиодов модуля А2 не должен светиться, свечение светодиода 1 указывает на замыкание центральной жилы и оплетки кабеля.
2. Подключить вторую вилку кабеля к соединителю X3 модуля А1, включить питание модуля А1 переключателем SA2 (положение „ON”), переключатель SA1 установить в положение „АВТ”.
3. Проверить, чтобы свечение светодиода 1 модуля А2 соответствовало свечению светодиода 1 модуля А1. В случае, если светодиод 1 модуля А2 не светится, то это свидетельствует об обрыве в кабеле. Остальные светодиоды модуля А2 не должны светиться.
Алгоритм проверки телефонных кабелей можно представить так:
1. Подключить одну из вилок кабеля к розетке X2 модуля А2 пробника, вторую вилку кабеля оставить свободной. Ни один из светодиодов модуля A2 при этом не должен светиться: свечение светодиодов 1 или 2 указывает на замыкание в соответствующей паре проводов кабеля.
2. Подключить вторую вилку кабеля к розетке X2 модуля А1, питание модуля не включать. Ни один из светодиодов модуля А2 не должен светиться: свечение светодиода 1 — укажет на „переворот” в соответствующей паре проводов кабеля.
3. Включить питание модуля А1 переключателем SA2 (положение „ON”), переключатель SA1 установить в положение „АВТ”.
4. Проверить, чтобы светодиоды 1 и 2 модуля А2 зажигались в той же последовательности, что и светодиоды 1 и 2 модуля А1. Светодиоды 3 и 4 модуля А2 не должны светиться.
5. Если порядок свечения светодиодов не соответствует указанному, это свидетельствует о неправильной разводке кабеля. Отсутствие свечения указывает на обрыв соответствующей пары проводов, а постоянное свечение — на ее замыкание.
6. Можно перевести переключатель SA1 в положение „ФИКС”, зафиксировав неисправную пару для более подробной проверки.
Литература
1. Мальцева Л. А, Фромберг Э.М., Ямпольский В.С. Основы цифровой техники. — М.: Радио и связь, 1987. (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1097).
| 
