• Rozłącznego, tworzonego przy pomocy złączek
• Trwałego, przy wykorzystaniu spawarki fuzyjnej

Wybór techniki uzależniony jest od tego w jakim celu połączenie takie będzie wykonywane. Połączenia rozłączne są zdecydowanie mniej dokładne, a co za tym idzie powodują większe straty w transmisji. Dlatego też wykorzystuje się je do przedłużania kabli światłowodowych na krótkich odcinkach, najczęściej gdy zamierzamy podłączyć światłowód do urządzenia końcowego, gdyż połączenia takie nie wymagają wysokiej dokładności połączenia. Uzyskanie jak najmniejszych strat wymaga precyzyjnej obróbki mechanicznej elementów złączki, prawidłowego osiowania włókna i czystości łączonych powierzchni. Straty typowych złączek światłowodowych wynoszą od 0,25 do 1,5 dB. Istnieje wiele rodzajów złączek, choć powszechnie stosuje się tylko kilka z nich. Najpopularniejszymi z nich są złączki SC, ST i FC.

Złącze SC umożliwia szybkie i łatwe połączenie jednej pary (w wersji simplex) lub dwóch par (w wersji duplex) włókien światłowodowych.

Jeśli chodzi o budowę złącza to są to złącza żywiczne, gdzie włókno umieszcza się w cyrkoniowej ferruli. Całość mieści się w plastikowej obudowie. Posiada ono prosty mechanizm zatrzaskowy, który zapewnia precyzyjne połączenie światłowodów. Złącza SC mogą być zestawione z dowolnym złączem o tej samej modalności. W praktyce oznacza to możliwość wykonania dowolnej kombinacji patchcordu, jak np. SC/PC-LC/APC lub SC/APC-FC/PC. Główne właściwości tego złącza to:

• niska tłumienność wtrąceniowa,
• wysoka tłumienność odbicia,
• idealna powtarzalność oraz wymienialność.

Do ich wad należy zaliczyć duże rozmiary złącza. Złącza SC są stosowane głównie w sieciach telekomunikacyjnych, sieciach telewizji kablowej CATV i sieciach systemów monitorujących CCTV.

W złączu ST wykorzystano bagnetowy zamek obrotowy z ferrulą o średnicy 2,5mm.

Złącza dostępne są w wersji single-mode lub multi-mode, simplex oraz duplex, w wersji prostej (PC) lub kątowej (APC). Złącza te posiadają ferrulę wykonaną z ceramiki cyrkonowej, zaczep bagnetowy działający na zasadzie „wsuń i obróć”. Złącza ST mogą być zestawione z dowolnym złączem o tej samej modalności. W praktyce oznacza to możliwość wykonania dowolnej kombinacji patchcordu, jak np. ST/PC-SC/APC lub ST/PC-FC/PC (zestawienie cenowe poniżej). Właściwości złącza ST;

• niska tłumienność wtrąceniowa,

• wysoka tłumeność odbicia,
• dopasowywalna powtarzalność,
• wysokiej jakości fellura.

Wadą złącz ST jest mała odporność na wsteczne pociągnięcia. Przy kablach z dużą ilością włókien ich waga może powodować ciągnięcie kabla do tyłu, a przez to doprowadzić do utraty połączenia optycznego.

Złącza FC są specjalnie zaprojektowane dla aplikacji telekomunikacyjnych wymagających stałego i pewnego połączenia.

Skręcane zakończenie zapewnia niezawodność połączeń pomimo wielokrotnego przełączania. Zastosowana w złączu ferrula typu PC minimalizuje odbicie wsteczne. Wykonywana jest ona z dwutlenku cyrkonu lub stopów nierdzewnej stali.

Złącza FC mogą być zestawione z dowolnym złączem o tej samej modalności. W praktyce oznacza to możliwość wykonania dowolnej kombinacji patchcordu, jak np. FC/PC-SC/APC lub FC/APC-LC/PC. Jego właściwości: to:

• niska tłumienność wtrąceniowa
• niskie odbicie zwrotne

Poza wyżej wymienionymi istnieją także inne typy złączek. Mogą to być na przykład złącza LC, FDDI, MTP, MTRJ, BICONIC, MU, SMA, czy HOTMELT.

Przechodząc teraz do drugiego typu połączenia, czyli do połączenia trwałego, trzeba powiedzieć, że jest ono wykorzystywane w sytuacjach w których istotne są jak najmniejsze straty w połączeniach. Tak więc wykorzystuje się je we wszelkiego rodzaju usługach telekomunikacyjnych, obejmujących większe odległości.

Najskuteczniejsza jest metoda spawania światłowodów, ponieważ zapewnia ona najlepszą jakość połączenia. Uzyskiwane przez nią wyniki tłumienności wynoszą od 0,01 do 0,1 dB.

Metoda ta wymaga dużej dokładności operatora spawarki.

Proces spawania światłowodu składa się z kilku ważnych czynności. Po pierwsze należy pamiętać o zabezpieczeniu spawu, który zostanie wykonany. W tym celu na włókno nakłada się rurkę termokurczliwą, która następnie zostanie zgrzana i zabezpieczy wykonany spaw.

Następną czynnością jest przygotowanie włókna. Jest to jedna z najistotniejszych czynności w procesie spawania gdyż odpowiednio przygotowane włókno pozwoli zminimalizować straty na spawie. Na przygotowanie światłowodu składają się trzy czynności. Są to:

• stripping, czyli zdjęcie izolacji

• cleaning, czyli czyszczenie włókna
• cleaving, czyli przycięcie włókna

Następną czynnością jest już spawanie przy pomocy specjalnej spawarki światłowodowej. Po wykonaniu spawu należy pamiętać o zgrzaniu rurki termokurczliwej. Proces ten trwa około 30s.

Mam nadzieję że artykuł będzie dla kogoś przydatny.

Taki stan rzeczy spowodowany jest znikomym zjawiskiem tłumienia (około 0,20dB/km), odporności na zewnętrzne pola elektomagnetyczne, a także stopie błędów mniejszej niż 10^-10 przy najwyższych przepływnościach binarnych oraz faktem że światłowody nie wytwarzają własnego pola magnetycznego wiec niemożliwe staje się podsłuchanie transmisji.

Do transmisji danych, zamiast prądu elektrycznego, wykorzystywana jest odpowiednio modulowana wiązka światła, dzięki czemu możliwa jest transmisja danych osiągająca nawet 6,875 Tb/s (osiągnięta w 2000 r.).

Światłowody początkowo występowały w postaci metalowych rurek o wypolerowanych ściankach i służyły do przesyłania promieniowania podczerwonego.

Obecnie światłowód ma postać włókien dielektrycznych, najczęściej do tego celu wykorzystywane są szklane włókna kwarcowe wykonane z dwutlenku krzemu, z osłoną z tworzywa sztucznego, charakteryzującego się mniejszym współczynnikiem załamania światła niż wartość tego współczynnika dla szkła dzięki czemu następuje całkowite odbicie promienia i poprowadzenie go wzdłuż osi włókna. Zamknięcie włókien szklanych w osłonach umożliwia ponadto ich zginanie nie powodując przy tym łamania.

Jak było powiedziane wcześniej aktualnie światłowody wytwarza się z bardzo czystego szkła kwarcowego. Płaszcz wykonuje się z czystego szkła, nie dodając żadnych domieszek. Natomiast szkło przeznaczone na rdzeń wzbogaca się odpowiednią ilością domieszek, które mają za zadanie zwiększyć współczynnik załamania w rdzeniu stosunku do współczynnika załamania w płaszczu. Najczęściej dodaje się german lub ołów.

Wytwarzanie światłowodów odbywa się przy wykorzystaniu którejś z poniższych metod:

• Wyciąganie nici szklanych z wieloskładnikowej masy szklanej za pomocą cieplnej plastycznej obróbki mas lub kształtek szklanych. Do najbardziej rozpowszechnionych metod należą:
  • metoda dwutyglowa (podwójnej dyszy) polegająca na jednoczesnym wyciąganiu niskotopliwej masy szklanej rdzenia i płaszcza z dwóch współosiowo umieszczonych tygli. Wymagane jest wcześniejsze oczyszczenie składników z jonów OH, homogenizacji masy szklanej i uformowania prętów szklanych (średnica 3 – 10 mm, długość 1 – 2 m) zasilających tygiel rdzeniowy i płaszczowy;
  • metoda pręt-rura polegająca na przygotowaniu kształtki szklanej w postaci pręta i współosiowo umieszczonej rurki, podgrzaniu kształtki do temperatury mięknienia szkła i wyciąganiu cienkich nici.
• Wyciąganie nici z kształtek kwarcowych mających na powierzchni inne rodzaje szkła naniesione metodą reakcji chemicznych. Najbardziej znane są metody CVD (Chemical Vapour Deposition) i MCVD (Modified CVD), polegające na osadzeniu z fazy gazowej na wewnętrznej powierzchni kwarcowej związków dwutlenku krzemu domieszkowanego innymi tlenkami bez udziału wodoru (możliwość osadzenia wielu warstw – nawet kilkuset, o różnych współczynnikach załamania).
• Przeciąganie pręta kwarcowego do średnicy rdzenia z jednoczesnym powlekaniem jego powierzchni organicznymi związkami polimeryzującymi.

Włókna światłowodowe mogą być klasyfikowane ze względu na:

• strukturę modową (jednomodowe, wielomodowe),
  • W światłowodach jednomodowych (Single Mode Fiber, w skrócie SMF) prowadzona jest tylko jedna monochromatyczna wiązka świetlna o stałej szybkości propagacji impulsu, dzięki czemu sygnał wytworzony przez laser prawie praktycznie nie ulega rozproszeniu (brak dyspersji międzymodowej). Strumień danych przesyłany jest równolegle do osi, tak że nie występują odbicia i dociera do końca włókna w tzw. modzie podstawowym. Dzięki temu rdzeń włókna światłowodu jednomodowego ma średnicę zaledwie 5-10 mikronów (Płaszcz w światłowodach tego typu ma zawsze średnicę 125 mikronów). Zastosowanie takiej techniki owocuje tym że sygnał może być transmitowany na znacznie dalsze odległości bez potrzeby wzmacniania sygnału (może osiągnąć do 100 km). Jednakże ze względu na znaczne koszty nie są one zbyt popularne.
  • Światłowód wielodomowy (Multi Mode Fiber, w skrócie MMF) przenosi wiele modów (promieni) światła, każdy o innej długości fali świetlnej i szybkości propagacji, padających pod różnymi kątami do płaszcza światłowodu. Średnica rdzenia wynosi 62,5 mikrona lub 50 mikronów. W odróżnieniu od światłowodu jednomodowego umożliwia transmisję na mniejszą odległość bez wzmacniacza sygnału. Ponadto światłowody wielodomowe dzielą się ze względu na rozkład współczynnika załamania, tak jak pokazuje kolejny podpunkt:
• rozkład współczynnika załamania (skokowe i gradientowe),
  • Charakterystyczną cechą światłowodu gradientowego jest jego budowa warstwowa. Każda warstwa jest zbudowana trochę inaczej z powodu wykorzystania innych domieszek. Liczba warstw wynosi kilka tysięcy, powoduje to że współczynnik załamania światła zmienia się w sposób płynny. Wartość maksymalną przyjmuje na osi rdzenia zaś minimalną na granicy z płaszczem. Światłowody gradientowe zapewniają – dla różnych modów (poruszających się po łukach)- tę samą prędkość rozchodzenia wzdłuż kabla. Dzieje się tak, gdyż fale rozchodzące się w większej odległości od środka poruszają się w warstwach o mniejszym współczynniku załamania, dzięki czemu zmniejsza się rozmycie sygnału, a co za tym idzie możliwe jest zwiększenie szerokości pasma o rząd wielkości w porównaniu ze światłowodem skokowym.
  • Światłowód skokowy powstaje poprzez wtłoczenie do jego wnętrza wielu szklanych wiązek (modów), ułożonych pod różnymi kątami. Mody odbijają się skokowo na styku zetknięcia płaszcza z rdzeniem. Transmisja w tym światłowodzie odbywa się w ten sposób, że wiązka światła pada pod różnymi niewielkimi kątami w stosunku do jego osi. Prędkość rozchodzenia się światła w szkle jest stała więc im większy jest kąt padania wiązki w stosunku do osi, tym tłumienie jej jest też większe, inaczej mówiąc im większe jest odchylenie tym dłużej promień będzie przechodził przez światłowód. Powstaje wówczas zjawisko rozmycia fali świetlnej (poszerzenia impulsu który dociera do końca światłowodu) nazywane dyspersją modalną, która jest źródłem strat w transmisji.
• geometrię (warstwowe, paskowe lub włókniste),
  • Najprostszy światłowód warstwowy składa się z trzech materiałów o różnych współczynnikach załamania. Światło jest uwięzione w środkowej warstwie na skutek całkowitego wewnętrznego odbicia fali świetlnej od powierzchni granicznych. Światłowód planarny ogranicza światło tylko w jednym kierunku, w płaszczyźnie warstwy fala może rozchodzić się bez ograniczeń.
  • Światłowód paskowy powstaje, kiedy propagacja wiązki w warstwie zostaje ograniczona w dwóch kierunkach. Światłowody paskowe są wykorzystywane w układach fotoniki zintegrowanej i w laserach półprzewodnikowych. W układach fotoniki zintegrowanej służą do prowadzenia światła, tworząc bardziej rozbudowane struktury jak np. interferometr Macha-Zehndera lub złożone przyrządy jak multipleksery długości fali dla systemów WDM.
  • Światłowód włóknisty jest najczęściej spotykanym rodzajem światłowodów. Często określane po prostu mianem „światłowodu”. Jako że to głównie ten rodzaj jest wykorzystywany w sieciach komputerowych wszystkie pozostałe części tego artykułu odnoszą się do tego właśnie rodzaju.
• wykonanie powłoki ochronnej:
  • Luźna tuba – jest to luźne, wykonane w postaci elastycznej rurki pokrycie wtórne światłowodu. Rurka wypełniona jest żelem higroskopijnym. Umieszczone w niej włókno ma duży stopień swobody, typowa średnica takiego włókna wynosi 250 mikronów.
  • Ścisła tuba – pokrycie wtórne światłowodu przylegające ściśle do pokrycia pierwotnego, najczęściej o średnicy 900 mikronów.
• rodzaj stosowanego materiału
  • szklane,
  • plastikowe,
  • półprzewodnikowe.

Częstą praktyką przy wykorzystywaniu światłowodów jest tzw. multipleksowanie. Umożliwia ono przesyłanie kilku sygnałów za pomocą jednego włókna. Dzięki takiemu rozwiązaniu nie ma potrzeby stosowania kilku oddzielnych dla każdego sygnału włókien światłowodowych. Wyróżnia się trzy sposoby multipleksowania sygnału:

• Multipleksowanie z podziałem czasu. Polega ono na dzieleniu przesyłanych sygnałów na części, do których później przypisywane są określone czasy transmisji. Przesyłanie przebiega w ten sposób że najpierw przesyłane są pierwsze części wszystkich kolejnych sygnałów (pierwsza część pierwszego sygnału. Pierwsza część drugiego sygnału itd.). Gdy zostaną przesłane, rozpoczyna się przesyłanie drugich części na analogicznej zasadzie. Tego typu multipleksowanie najlepiej spisuje się w przypadku przesyłania sygnałów cyfrowych. Najczęściej łączą one do 16 linii wejściowych.

• Multipleksowanie z podziałem częstotliwości (FDM). Jego zastosowanie zwiększa przepustowość sytemu transmisyjnego. W układzie tym kanały są ułożone względem siebie sąsiadująco. Przesyłane sygnały są przetwarzane na zmiany częstotliwości następujące wokół pewnej środkowej częstotliwości nośnej, należy jednak pamiętać, że każdy sygnał różni się częstotliwością środkową. Ten rodzaj multipleksowania wykorzystuje się do przesyłania sygnałów analogowych.

• Multipleksowanie z podziałem długości fali (WDM). Przesyłany przy wykorzystaniu tego rodzaju multipleksowania sygnał pochodzi z oddzielnych źródeł. Każdy sygnał posiada określoną unikatową długość fali. Systemy wykorzystujące tą technologię mogą pracować jedynie gdy różnice w długościach fali są mniejsze niż5 nm. Do rozdzielania sygnałów po stronie odbiorcy wykorzystuje się np. siatkę dyfrakcyjną, pryzmat lub wielowarstwowe filtry interferencyjne. Multipleksowanie z podziałem długości fali może być stosowane wyłącznie w systemach optycznych.

Tak więc podsumowując, główne zalety światłowodu przedstawiają się następująco:

• Nie powodują interferencji elektrycznej w innych kablach ani też nie są na nią podatne.
• Impulsy świetlne mogą docierać na znacznie większe odległości niż to jest w przypadku sygnału w kablu miedzianym.
• Światłowody mogą przenosić więcej informacji niż kable miedziane. Mają większą prędkość i niezawodność transmisji.
• Światłowody charakteryzują się dużą trwałością, rzędu 25 lat, a także niskim stopniem awaryjności.

Jednak pomimo tych zalet światłowody posiadają także kilka znaczących wad:

• Pierwsza z nich jest tłumienie sygnału. Wywoływane jest ono przez straty falowe wynikające z niedoskonałości falowodu. Może mieć ono różne źródła:
  • straty materiałowe – większość światłowodów wykonana jest ze szkła kwarcowego SiO2. Światło ulega rozproszeniu z powodu fluktuacji gęstości materiału rdzenia, a ta spowodowana jest niedoskonałością struktury szkła.
  • straty falowodowe – wywoływane są faktem że światłowód nie jest jednorodny. Jest to powodowane odchyleniami od średniej wartości średnicy rdzenia, zgięciami włókna, nierównomiernością rozkładu współczynnika załamania w rdzeniu i w płaszczu, oraz wszelkimi innymi odstępstwami od geometrii idealnego światłowodu cylindrycznego. Szczególny wpływ na tłumienie sygnału mają mikrozgięcia i makrozgięcia.
    • Mikrozgięcia są to różnice kształtu rdzenia i płaszcza rozłożone wzdłuż włókna losowo lub okresowo. Powstają one w czasie wytwarzania włókien. Wywołują w światłowodzie wielomodowym mieszanie się modów i ich konwersję w mody wyciekające do płaszcza. W światłowodzie jednomodowym mikrozgięcia powodują natomiast rozmycie modu.
    • Makrozgięcia, czyli fizyczne zakrzywienia włókna światłowodowego. Tłumienie przez nie wywoływane jest pomijalnie małe dla promieni zakrzywień większych od kilku centymetrów. Mniejsze powodują zmianę współczynnika załamania w obszarze zgięcia, co także prowadzi do tworzenia się modów wyciekających i uwidacznia się efektem świecenia włókna na powierzchni.
  • straty mocy sygnału mogą być także wywoływane przez przesunięcia, rozsunięcia oraz wzajemny obrót światłowodów.
• Kolejnym problemem jest absorpcja, czyli pochłanianie energii przez cząstki światłowodu. Normalnie absorpcja jest niewielka, jednak wzrasta przy niewielkim nawet zanieczyszczeni metalami Fe, Cu, Cr, a zwłaszcza jonami OH. Proces ten jest nieodwracalny.
• Dyspersja, czyli zjawisko poszerzenia (rozmycia) impulsu jest następnym problemem. Polega na tym że impuls świetlny na wyjściu jest szerszy niż na wejściu. Impuls ten poszerza się wraz ze wzrostem długości światłowodu. Jest to spowodowane tym, że światło danej długości fali ma odpowiednią szerokość widma. Im jest ono szersze tym więcej promieni porusza się w rdzeniu, przebywając przy tym różną drogę, przez co czas przepływu promienia przez włókno nie jest jednakowy. Dyspersja ogranicza długość światłowodu przez który może być transmitowany sygnał. Wyróżnia się dyspersję międzymodową (światłowody wielomodowe) oraz dyspersję chromatyczną (światłowody jednomodowe).
• Poza tym przy instalowaniu światłowodów konieczny jest specjalny sprzęt do ich łączenia, który wygładza końce włókien w celu umożliwienia przechodzenia przez nie światła.

Na podstawie: http://www.fotonika.edu.pl/swiatlowod/

Może być wykorzystywany  w instalacjach antenowych do radia i telewizora (wypierany przez światłowody, T1/E1 i łączność satelitarną), jak również w instalacjach telewizji kablowych.

Kabel koncentryczny kilka lat temu używany był do tworzenia sieci LAN opartych na topologiach magistrali lub pierścienia. Na dzień dzisiejszy wyparty został przez skrętkę.

Głównymi zaletami kabla koncentrycznego są:

• mała wrażliwość na zakłócenia i szumy,
• nadaje się do sieci z przesyłaniem modulowanym (szerokopasmowym).

Jednakże kabel ten posiada także liczne wady:

• łatwo ulega uszkodzeniom,
• możliwość zastosowania danego typu kabla ogranicza impedancja falowa,
• różne typy kabla koncentrycznego wymagane przez różne sieci lokalne,
• trudny w wykorzystaniu,
• trudności przy lokalizowaniu usterki.

Mimo że kable koncentryczne wyglądają podobnie, mogą charakteryzować się różnymi

stopniami impedancji. Oporność ta mierzona jest za pomocą skali RG (ang. Radio G rade). Wyróżniamy trzy typy sieciowych kabli koncentrycznych:

• 10Base-2 zwany popularnie cienkim ethernetem lub cienkim koncentrykiem.

Jest to kabel o przepustowości 10 Mb/s, grubości 0,25 cala i impedancji falowej równej 50 Ω. Maksymalna długość jednego segmentu sieci zbudowanej na cienkim koncentryku może wynosić 185 m, a do kabla dołączonych może być maksymalnie 30 komputerów. Zasięg ten można jednak zwiększyć za pomocą regeneratorów sygnału tzw. repeaterów.  Ilość segmentów jest ograniczona do 5, z tego 2 służą do przedłużenia sieci, więc stacje mogą być przyłączone tylko do 3. Maksymalna długość utworzonej w ten sposób magistrali wynosi 910 m, a całkowita liczba odgałęzień we wszystkich segmentach sieci nie może przekroczyć 1024. Na obu końcach kabla musiały się znaleźć oporniki ograniczające, zwane terminatorami, symulującymi nieskończenie długi kabel i eliminującymi w ten sposób odbicia sygnału od końca kabla mogące zakłócić pracę odbiorników.

Ten rodzaj kabla wykorzystywany był głównie do tworzenia małych sieci lokalnych. Poszczególne elementy dołączane były do kabla za pomocą złącza BNC do tzw. trójników umożliwiających dołączenie nowego urządzenia do sieci oraz pobieranie danych z medium. Znacznie zwiększa to awaryjność sieci, ponieważ łącza narażone są na uszkodzenie.

• 10Base-5 inaczej gruby koncentryk lub gruby Ethernet.

Kabel o grubości 0,5 cala, impedancja 75 Ω i przepustowości tak jak w przypadku cienkiego koncentryka 10 Mb/s. Maksymalna długość segmentu przy wykorzystaniu tego kabla to 500 m, czyli do kabla może być podłączone max.100 komputerów. Podobnie jak w przypadku 10Base-2 może występować maksimum 5 segmentów z tą różnicą że w tym przypadku łączna długość może wynosić maksymalnie 2500 m.

Tworzenie sieci opartej na grubym koncentryku polegało na tym, że w kabel magistrali wpinało się jednostki klienckie za pomocą tzw. „wampirka”(ang. vampire tap) z transceiverem. Tranceivery pobierają dane z przewodu sieciowego i za pomocą specjalnego kabla dropowego (AUI Drop Cable), czyli kabla łączącego złącze 15-stykowe DIX z nadajnikiem/odbiornikiem o długości do 50 m, przekazują je do karty sieciowej. Wymaga się aby promień zagięcia kabla wynosił co najmniej 30 cm, a odległość między kolejnymi tranceiverami około 240 cm.

• Arcnet, jest to kabel koncentryczny RG-62/U wykorzystywany w sieci ARCNET (przodek Ethernetu).Kabel koncentryczny używany w sieci Ethernet nie jest kompatybilny z kablem z sieci ARCNET, i na odwrót. Jego cechy charakterystyczne to impedancja 93 Ω, grubość 0,33 cala, a maksymalna długość segmentu to 300 m.

Kategorie skrętki wg europejskiej normy EN 50171:

• Kategoria 1 (klasa A) – skrętka przeznaczona do przesyłania głosu. Obejmuje pasmo o częstotliwości do 100 kHz.
• Kategoria 2 (klasa B) – skrętka przeznaczona do nieco bardziej wymagających usług: aplikacji głosowych, usług terminalowych. Obejmuje pasmo o częstotliwości do 1 MHz.
• Kategoria 3 (klasa C) – pierwsza kategoria która może być stosowana w siechach komputerowych. Umożliwia transmisję danych o szybkości 10 Mb/s. Dawniej wykorzystywana w sieciach 10Base-T. Zbudowana ze skręconych ze sobą czterech par przewodów. Obejmuje pasmo o częstotliwości do 16 MHz.
• Kategoria 5 (klasa D) – pozwala na transmisję danych z szybkością do 1 Gb/s przy zachowaniu odległości do 100 m pomiędzy urządzeniami i częstotliwości 100 MHz.
• Kategoria 5e – ulepszona wersja kategorii 5.
• Kategoria 6 (klasa E) – umożliwia transmisję z częstotliwością do 200 MHz.
• Kategoria 7 (klasa F) – umożliwia transmisję danych w zakresie do 600 MHz. Osiagnięcie tego wymaga stosowania specjalnych złączy oraz izolowania każdej pary osobno.

W sieciach komputerowych powrzechnie stosowana jest skrętka kategorii 5/5e. Skrętkę stosuje się przede wszystkim w sieciach o topologii gwiazdy lub gwiazdy rozszerzonej . Tworzenie sieci opartej na tym rodzaju okablowania jest bardzo proste ze względu na zastosowanie wtyczek zaciskowych .

Wyróżniamy 2 rodzaje skrętki: nieekranowaną (UTP)

i ekranowaną (FTP, STP).

Różnią się one tym, iż ekranowane posiadają folię ekranującą (FTP) bądź ekran w postaci metalowego oplotu (STP), więc w efekcie skrętka ekranowana zapewnia mniejsze straty transmisji i większą odporność na zakłócenia. Mimo tego, najczęśćiej do budowy sieci wykorzystywana jest skrętka UTP. Skrętka nieekranowana jest najtańszym rodzajem kabla sieciowego.

W przypadku budowy sieci w miejscach, gdzie występują duże zakłócenia elektromagnetyczne należy użyć kabla ekranowanego, w innym wypadku możemy doprowadzić w skrajnych wypadkach do uszkodzenia urządzeń podłączonych do sieci.

Budując sieć opartą o kabel FTP lub STP należy pamiętać o odpowiednim uziemieniu ekranu. Jeśli uziemienie nie będzie właściwe lub jeśli wystąpią jakiekolwiek nieciągłości ekranu, kabel może stać się bardzo podatny na zakłócenia związane z szumem. Dzieje się tak dlatego, że ekran zachowuje się wówczas jak antena odbierająca niepożądane sygnały. Ponadto należy pamiętać o ograniczeniach długości kabla w zastosowanej technologii (np. 100 m pomiędzy urządzeniami aktywnymi w technologii Ethernet).

Do budowy okablowania strukturalnego budynku (kabel od patch panelu do gniazdka sieciowego) opartego na skrętce, należy wykorzystać skrętkę wykonaną z drutu. Drut jest mniej odporny na uszkodzenia mechaniczne, ale jego parametry transmisyjne są lepsze. Połączenia w szafach krosowniczych oraz połączenia urządzeń do gniazdek sieciowych powinny być wykonane przy pomocy patch cordów opartych na skrętce wykonanych z linki. Skrętka wykonana z linki jest dużo bardziej miękka i odporna na częste zaginanie, ale ma nieco gorsze właściwości transmisyjne.

Podstawową wadą sieci opartych na topologii gwiazdy jest fakt że uszkodzenie węzła centralnego powoduje przerwanie działania całej sieci.

Zasięg takiej sieci zależy od zastosowanego w niej medium transmisyjnego. Najpopularniejszym medium wykorzystywanym w sieciach o topologii gwiazdy jest skrętka nieekranowana (UTP), dlatego też odległości między punktem centralnym a urządzeniem końcowym nie powinny być większe niż 100 metrów.

Każde urządzenie przyłączone do takiej sieci może łączyć się bezpośrednio z nośnikiem niezależnie od innych urządzeń, jednak gdy w tym samym czasie łączy się więcej niż jedno urządzenie, następuje podział dostępnej szerokości pasma urządzenia centralnego.

Topologia gwiazdy jest obecnie najczęściej spotykaną metodą tworzenia sieci LAN. Spowodowane jest to tym że jest ona elastyczna, skalowalna i stosunkowo tania w porównaniu z bardziej skomplikowanymi sieciami LAN o ściśle regulowanych metodach dostępu.

Topologia gwiazdy rozszerzonej jest bardziej zaawansowaną metodą opartą o topologię gwiazdy. Najprościej można ją opisać jako topologię gwiazdy w której każde z urządzeń końcowych jest zarazem urządzeniem centralnym dla własnej topologii gwiazdy. Dzięki temu zmniejszeniu ulega liczba urządzeń które muszą być podłączone do węzła centralnego oraz  długość poszczególnych kabli, a co z tym idzie możliwe staje się znaczne zwiększenie rozpiętości i rozmiaru sieci. Topologia gwiazdy rozszerzonej jest hierarchiczna dzięki czemu odpowiednia konfiguracja umożliwia zachowanie ruchu na poziomie lokalnym.

Każda znajdująca się w sieci stacja robocza posiada dwa połączenia, po jednym ze swoich najbliższych sąsiadów. Połączenie takie tworzone było podobnie jak w przypadku magistrali przy wykorzystaniu kabla koncentrycznego jednak z tą różnicą, że w przypadku pierścienia okablowanie tworzy układ zamknięty, czyli nie ma żadnych zakończeń.

Dane przesyłane były wokół pierścienia w jednym kierunku. Każda stacja robocza napotykana na drodze sygnału pełniła rolę wzmacniacza. Poza tym pobierała ona i odpowiadała na pakiety do niej zaadresowane, a także przesyłała dalej pozostałe pakiety do następnej stacji roboczej wchodzącej w skład sieci.

Główna wada takiego rozwiązania polegała na tym, że uszkodzenie jednej stacji roboczej najczęściej unieruchamiało całą sieć pierścieniową.

Dla zapewnienia większej niezawodności sieci pierścieniowej stworzono topologię podwójnego pierścienia.

Działa ona na tej samej zasadzie co zwykła sieć o topologii pierścienia z tą różnicą, że dodany tu został dodatkowy pierścień łączący te same urządzenia. W danej chwili działa tylko jeden pierścień.

Takie rozwiązanie umożliwia podtrzymanie działania sieci w przypadku awarii.

Wersja zaproponowana przez IEEE jest bardzo zbliżona do wersji pierwotnej, dlatego też są one w pełni kompatybilne. Jedyne różnice dotyczą zastosowanej topologii fizycznej (w oryginale występowała topologia gwiazdy natomiast w IEEE 802.5 nie jest ona określona) oraz medium transmisyjnego (oryginał – skrętka, IEEE – ponownie nie określona). Token Ring jest siecią działającą w topologii logicznej pierścienia. Pierwszy standard przewidywał przesyłanie z szybkością 4 Mb/s, natomiast w obecnych sieciach osiągana prędkość wzrosła do 16 Mb/s.

Działanie sieci oparte jest na wykorzystaniu metody dostępu zwanej Token-Passing. W pierścieniu sieci Token Ring krąży ramka zwana tokenem lub żetonem. Dla standardu IEEE 802.5 ramka taka prezentuje się następująco:

Najważniejszym polem tokenu jest pole sterowania dostępem. Składa się ono z następujących części:

• 3-bitowe pole Priorytet – określa ono priorytet tokenu. Wartości przez nie przyjmowane pochodzą z przedziału od 000 do 111. Pole to  jest ustawiane przez stację nadającą i tylko stacje o priorytecie równym lub wyższym niż wartość tego pola mogą je modyfikować;

• 1-bitowe pole Token – gdy pole przyjmuje wartość 1 oznajmia innym stacjom, że token jest aktualnie częścią ramki.

• 1-bitowe pole Monitor

• 3-botowe pole Żądanie priorytetu – pozwala stacjom żądać usługi o wyższym priorytecie.

Ramka Token jest przekazywana od urządzenia do urządzenia i przydziela prawa transmisji urządzeniom w pierścieniu. Gdy stacja sieciowa posiada token, uzyskuje wówczas prawo do transmisji informacji. Stacja może przetrzymywać jedynie przez określony czas. Ze względu na to, że istnieje tylko jedna taka ramka Token, w danym momencie tylko jedna stacja może nadawać czy tez podejmować próbę nadawania. Po zakończeniu transmisji generowany jest nowy token. Jeśli dowolna stacja posiada w danym momencie token, a nie zamierza nadawać, to przesyła go do następnej w kolejności stacji sieciowej.

Do przesyłania informacji w standardach Token Ring i IEEE 802.5 wykorzystywana jest  ramka danych.

Struktura ramki danych składa się z dwóch części: ramki Token i ramki danych.  Ramka składa się z następujących pól:

• Ogranicznik początku, który określa początek ramki,

• Sterowanie dostępem

• 8-bitowe pole Kontrola ramki, które przechowuje bity identyfikujące protokół transportu. Wykorzystywane jest ono także do rozróżniania ramek danych i ramek sterowania. Pierwsze dwa bity określają typ ramki. Następne 6 bitów informuje odbiorcę o priorytecie jednostki danych.

• Adres fizyczny MAC odbiorcy

• Adres fizyczny MAC

• Pole danych nie posiada określonej długości, która zależy od prędkości sygnału w pierścieniu. Maksymalna wielkość dla 4 Mb/s to 4332 oktety, natomiast dla 16 Mb/s – 17832 oktety.

• 32-bitowa Sekwencja kontrolna ramki (FCS)

• 8-bioty Ogranicznik końca

• 8-bitowy Status ramki.

Wysyłanie informacji przebiega w taki sposób że stacja posiadająca w danej chwili token zmienia jeden bit w tokenie, dając w ten sposób początek sekwencji startu ramki. Kolejnym krokiem jest wstawienie innych pól, wymaganych przez strukturę ramki danych, i nadanie im wartości. Po dodaniu informacji, którą chce transmitować całość przesyłana jest do następnej stacji.

W sieciach Token Ring możliwe jest także wykorzystywanie systemu priorytetów, który pozwala stacjom o wysokim priorytecie na częstsze wykorzystywanie sieci. Działanie takiego systemu polega na tym że w ramce token istnieją „pole priorytet” i „pole rezerwacja” sterujące priorytetem. Tylko stacje z priorytetem równym lub większym od wartości w „polu priorytet” są w stanie przechwycić token. Natomiast tylko stacje o priorytecie większym niż ten posiadany przez stację aktualnie transmitującą mogą zarezerwować token w następnym obiegu. W takim przypadku nowo tworzony token ma priorytet stacji rezerwującej o najwyższym priorytecie.

Poza wyżej wymienionymi w Token Ringu wykorzystywane są jeszcze inne typy ramek. Są to:

• ramka danych LLC,

• ramki zarządzania MAC,

• ramka przerwania

Zacznijmy więc od końca. Ramka przerwania jest wykorzystywana do natychmiastowego zakończenia transmisji i zawiera wyłącznie pola Ogranicznik początku i końca ramki. Co oznacza że ramka wygląda tak:

Protokół Token Ring IEEE 802.5 ustanawia czterech agentów zarządzania siecią. Agenci przebywają w każdej stacji Token Ringu i są wykorzystywani w zwykłych czynnościach zarządzania pierścieniem. Agentami tymi są:

• monitory: aktywny lub oczekujący
• monitor błędów pierścienia
• serwer raportu konfiguracji
• serwer parametrów pierścienia

Każdy z nich może gene­rować kilka różnych, wysoce wyspecjalizowanych rodzajów ramek zarządzania MAC. W sumie w sieci Token Ring występuje 25 rodzajów tych ramek. Ramki MAC służą przede wszystkim do zbierania miar wydajności sieci, które mogą być dostarczane do zgodnych ze standardami produktów zarządzania siecią.

Każda ramka MAC wykonuje określoną funkcję zarządzania siecią, między innym takie jak:

• lobe test (test podłączenia stacji końcowej)
• inicjalizacja pierścienia
• czyszczenie pierścienia
• token zgłoszenia
• różne funkcje monitora aktywnego

Ramkę LLC tworzy się przez dodanie do ramki danych tzw. Podramkę LLC.

Podramka taka składa się z następujących części:

• 1-oktetowe pole DSAP – Punkt dostępu do usługi docelowej

• 1-oktetowe pole SSAP – Punkt dostępu do usługi źródłowej
• 1-oktetowe pole Kontrola

W sieciach token ring stosuje wiele mechanizmów umożliwiających detekcję i eliminację uszkodzeń. Do najważniejszych z nich zaliczyć możemy:

• monitor aktywny
• algorytm drogowskaz

Monitorem aktywnym może być dowolna stacja w sieci. Jednak zwykle jest to pierwsza stacja, która została uaktywniona. W danym momencie może istnieć tylko jeden monitor aktywny. Kiedy jest podłączana nowa stacja sprawdza ona czy w sieci istnieje już jakiś monitor aktywny. Odbywa się to poprzez zbadanie czy w sieci znajduje się któraś z ramek zarządzania MAC, a dokładnie:

ramka monitor aktywny obecny (ang. AMP – Active Monitor Present) lub ramka czyszczenia pierścienia (ang. PRG – Purge Ring). Jeśli wykryje którąś z nich jest to jednoznaczne z istnieniem monitora. Jeśli nie, wtedy po przyłączeni stacja przyjmuje tą funkcję automatycznie.

Monitor aktywny generuje cały zbiór funkcji konserwacyjnych pierścienia.

Do jego obowiązków należy:

• usuwanie z pierścienia ciągle krążących ramek ( w przypadku gdy stacja nadawcza zostanie uszkodzona i ramka nie może zakończyć obiegu), dzięki temu zyskujemy pewność że ani ramki, ani tokeny nie okrążą pierścienia więcej niż jeden raz.
• generowanie nowego tokena
• inicjalizacja pierścienia poprzez wysyłanie ramki MAC czyszczenia pierścienia podczas uruchamiania
• taktowanie sieci

Możliwe jest także wprowadzenie algorytmu drogowskaz (Beaconing). Jego działanie polega na rozpoznawaniu i próbie naprawy niektórych uszkodzeń sieci. Dzieje się to tak że zawsze kiedy stacja rozpoznaje poważne uszkodzenie sieci wysyła ramkę beacon definiującą uszkodzoną domenę. Beaconing rozpoczyna proces zwany autorekonfiguracją, w którym stacje w uszkodzonej domenie są automatycznie diagnozowane.

Rozwiązanie Token Ring posada kilka bardzo ważnych zalet, a mianowicie:

• Działa wydajniej niż Ethernet przy większym obciążeniu sieci.
• Jest w pełni deterministyczny, tzn. może obliczyć maksymalny czas jaki mija od momentu, kiedy stacja chce nadawać, do momentu, gdy otrzymuje token umożliwiający transmisję.
• Specyfikacja jego warstwy fizycznej dostarcza kilku ważnych mechanizmów przede wszystkim są to agenci zarządzania stacją (SMT), zajmujący się zbieraniem danych i raportowaniem. Istnieją również mechanizmy automatycznego wykrywania awarii sprzętu.
• Posiada możliwość obsługi ramek o rozmiarach do 18 kB.

Technologia ta posiada jednak także i wady. Najważniejsze z nich to mała liczba urządzeń obsługiwanych przez sieć oraz fakt że do dostrajania Token Ringu niezbędne jest dogłębne zrozumienie protokołu. Poza tym nie został znowelizowany w takim stopniu jak Ethernet co spowodowało że jest on przestarzały technologicznie i pomimo wielu wartościowych rozwiązań nie był w stanie skuteczne rywalizować z innymi technologiami.

Aby dwa urządzenia mogły między sobą przesyłać dane konieczne było wprowadzenie adresów IP – unikalnych numerów przyporządkowanych interfejsom sieciowym urządzeń znajdujących się w danej sieci fizycznej. Adres IP możemy sobie wyobrazić jako adres, którego używamy wysyłając przesyłkę pocztą. Adresy IP urządzeń jednej sieci nie mogą się powtarzać. W Internecie przyznawaniem adresów IP zajmuje się organizacja IANA (Internet Assigned Numbers Authority).

Powszechnie stosowaną wersją protokołu IP jest wersja 4. Jednak ze względu na ograniczenia dotyczące adresowania spowodowane niedostateczną, w stosunku do rosnących potrzeb, liczbą adresów IP protokół ten będzie w przyszłości zastąpiony nowszą wersją IPv6. Protokół IPv4 został szczegółowo opisany w dokumencie RFC 791.

W sieciach korzystających z IPv4 wykorzystywane są adresy składające się z 32 bitowych ciągów zer i jedynek. Dla uproszczenia adresy IP są zapisywane w postaci czterech liczb dziesiętnych oddzielonych kropkami.

Na przykład adres IP 1000000.10101000.00000001.00000001 w zapisie dziesiętnym będzie miał wartość 192.168.1.1.

Każda z części adresu nazywana jest oktetem ponieważ składa się z ośmiu cyfr w systemie dwójkowym. Zapisy dziesiętne są prostsze w stosowaniu – łatwiej uniknąć pomyłki.

Adresy IP składają się z dwóch części – adresu sieci i adresu hosta.

Router przekazując pakiet pobiera najpierw adres sieci odbiorcy, a następnie przekazuje pakiet do routera do którego podłączona jest sieć adresata. Gdy pakiet dotrze do routera połączonego z siecią adresata, router ten używa adresu hosta zawartego w adresie IP do zlokalizowania konkretnego urządzenia znajdującego się w tej sieci.

W przypadku IPv4 część adresu przeznaczona na identyfikator sieci jest zależna od długości maski sieciowej. Maska służy do wyznaczania adresu sieciowego, który musi być taki sam dla wszystkich urządzeń znajdujących się w tej samej podsieci. Maska podsieci podobnie jak adres IP składa się z 32 bitów. Tworzona jest ona poprzez ustawianie wartości bardziej znaczących bitów maski na 1. Liczba jedynek w masce decyduje ile bitów adresu IP urządzenia będzie opisywało adres sieci, np. dla maski 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0 dziesiętnie) pierwsze 24 bity oznaczają adres sieci, natomiast pozostałe 8 bitów opisuje adres hosta. Maski sieciowe, podobnie jak adresy ip dla ułatwienia zapisuje się również w postaci dziesiętnej.

Adresacje IP dzielimy na klasową i bezkasową w zależności od zastosowanych adresów IP i przydzielonych masek podsieci. W przypadku notacji klasowej, klasy oraz maski są ściśle określone, natomiast w przypadku notacji bezklasowej dowolnym adresom IP mogą być przydzielane dowolne maski podsieci.

IPv4 definiuje pięć klas adresów oznaczonych literami od A do E. Klasy A, B, C są dostępne dla użytkowników, klasa D używana jest do grupowego wysyłania danych w sieci, natomiast adresy klasy E zostały zarezerwowane na potrzeby badawcze.

Adresy klasy A przeznaczone są dla dużych sieci. Pierwszy bit oktetu w którym zawarty jest adres sieci jest równy 0. W związku z tym adresy sieci mogą przyjmować wartości od 0 do 127. Sieci 0 i 127 są zarezerwowane, więc do wykorzystania pozostają sieci od 1 do 126. W każdej sieci należącej do klasy A możemy wyodrębnić 16777216 adresów (liczba urządzeń będzie o 2 mniejsza, ale o tym w dalszej części artykułu). Klasa 127.0.0.0 wykorzystywana jest na potrzeby pętli zwrotnej, tj. umożliwia wysyłanie pakietów do samego siebie. Maska standardowa dla tej klasy to 255.0.0.0.

Adresy klasy B przeznaczone są do sieci średniej wielkości. Adres sieci zawarty jest w dwóch oktetach. Pierwsze dwa bity pierwszego oktetu wynoszą 10. W każdej sieci należącej do tego klasy można wyróżnić 65536 adresów (65534 urządzenia). Do tej klasy należą adresy sieci od 128 do 191 w ujęciu dziesiętnym. Maska standardowa dla tej klasy to 255.255.0.0.

Adresy klasy C przeznaczone są dla małych sieci, gdyż każda sieć może posiadać „jedynie” 256 adresów (254 urządzenia). Na adres sieci w sieciach należących do tej klasy przeznaczone są 3 oktety. Pierwsze trzy bity adresu wynoszą 110, w związku z tym do klasy tej należą adresy od 192 do 223 dziesiętnie. Maska standardowa dla tej klasy to 255.255.255.0.

Klasa D została zarezerwowana na potrzeby rozsyłania grupowego przy użyciu adresów IP. Adres należący do tej klasy umożliwia przekierowanie pakietów do zdefiniowanej wcześniej grupy odbiorców. Dzięki temu możliwe jest przesłanie danych równocześnie do wielu odbiorców. Adresy tej klasy wykorzystywane są np. przez protokoły routingu. Pierwsze cztery bity adresu IP są równe 1110. Adresy należące do tej klasy zawierają się w przedziale od 224 do 239.

Adresy należące do klasy E zostały zarezerwowane przez Internet Engineering Task Force na potrzeby badawcze, wobec tego nie są dostępne publicznie. Pierwsze cztery bity adresu klasy E mają wartość 1111, w związku z tym adresy tej klasy zawierają się w przedziale od 240 do 255 dziesiętnie.

W przypadku notacji klasowej, adresy hostów kończące się 0 lub 255 mają przydzielone specjalne funkcje, w związku z tym nie mogą być wykorzystane do adresowania urządzeń w sieciach. Adres IP zakończony 0 używany jest jako adres sieci, natomiast adres z końcówką 255 wykorzystywany jest jako adres rozgłoszeniowy (ang. broadcast). Dane wysyłane na adres rozgłoszeniowy powinny być dostarczone do każdego urządzenia znajdującego się w danej sieci. Oprócz tego identyfikator hosta nie może składać się z samych 0 lub 255.

Mając na względzie powyższe ograniczenia wiadomo już czemu liczba urządzeń w każdej klasie jest zawsze o 2 mniejsza od ilości dostępnych adresów IP.

W każdej z klas dostępnych dla użytkowników (A – C) wyróżniono po jednej puli adresów prywatnych, które mogą być wykorzystane do adresacji urządzeń w sieciach lokalnych. Adresy prywatne są nieroutowalne (nie są przekazywane przez routery), w związku z tym nie ma do nich dostępu z sieci Internet.

Adresy prywatne:

• Klasa A – 10.0.0.0 – 10.255.255.255 z maską 255.0.0.0
• Klasa B – 172.16.0.0 – 172.31.255.255 z maską 255.255.0.0
• Klasa C – 192.168.0.0 – 192.168.255.25 z maską 255.255.255.0

Wraz ze wzrostem popularności Internetu adresacja klasowa stała się nieefektywna ze względu na niedopasowanie ilości dostępnych adresów w poszczególnych klasach do faktycznych potrzeb użytkowników. Nie było odpowiednich klas adresowych dla organizacji, które chciały podłączyć do Internetu np. 20 czy też 300 urządzeń. Dostępne klasy adresów zaczęły się bardzo szybko kurczyć.

Jednym ze sposobów na rozwiązanie powyższego problemu było zastosowanie podsieci. Polegało to na wykorzystaniu zmiennej liczby bitów adresu IP przypadających na adres sieci poprzez dostosowanie maski podsieci. Tworzenie podsieci najlepiej omówić na przykładzie. Do tego celu wykorzystamy sieć 192.168.0.0/255.255.255.0. Przy standardowej masce mamy dostępne 256 adresów, z czego 2 odpadają na adres sieci i broadcast. Podzielmy naszą klasę na dwie podklasy. Aby zaadresować dwie podsieci musimy „pożyczyć” jeden bit z adresu hosta (2^1 = 2), w związku z tym nowa maska podsieci będzie wyglądała w ten sposób 11111111.11111111.11111111.10000000 (255.255.255.128 dziesiętnie). Tak więc stworzyliśmy dwie podsieci:

Początkowe bajty każdego pakietu IPv4 to nagłówek, który przedstawia się następująco:

• Wersja – w tym polu nagłówka znajduje się wersja protokołu IP, w przypadku IPv4 znajduje się tam cyfra 4
• IHL – długość nagłówka pakietu IP wyrażona w postaci liczby czterobajtowych części
• Typ usługi – określa priorytet pakietu
• Długość całkowita – pole zawiera całkowitą długość pakietu (nagłówek + dane), maksymalna długość pakietu to 65535 bajtów
• Identyfikator – pole zawiera unikatory identyfikator dla każdego pakietu wykorzystywany do połączenia pakietów w strumień danych
• Flagi – określa między innymi czy pakiet może być fragmentowany
• Przesunięcie fragmentu – umożliwia złożenie pakietu w całość pakietu, określają miejsce danego fragmentu w całym pakiecie
• Czas życia (TTL – Time To Live) – ilość przeskoków przez które może pakiet przejść zanim zostanie odrzucony (urządzenia przez które przechodzi dany pakiet zmniejszają tą wartość o 1)
• Protokół – to pole zawiera informacje jaki protokół warstwy transportowej został wykorzystany (TCP, UDP, ICMP lub inne)
• Suma kontrolna nagłówka – gdy odbiorca dostanie pakiet, sprawdza jego poprawność obliczając sumę kontrolną i porównując ją z sumą kontrolną zapisaną w nagłówku
• Adres źródłowy i adres docelowy – zawierają adresy IP urządzeń które przesyłają między sobie dane zapisane w formacie binarnym

IPv6 jest najnowszą wersją protokołu IP. Do stworzenia IPv6 w dużej mierze przyczynił się problem kończącej się ilości adresów IPv4. Intensywny rozwój Internetu spowodował, że 32 bitowa liczba adresów IPv4 w szybkim tempie zaczęła się kurczyć. W celu rozwiązania tego problemu powołano grupę roboczą Internet Engineering Task Force (IETF), która opracowała wersję 6 protokołu IP. Dodatkowymi założeniami projektu była eliminacja wad starszej wersji, wprowadzenie nowych rozszerzeń takich jak kompresja, uwierzytelnianie czy autokonfiguracja. IPv6, tak jak i jego poprzednik – IPv4 należy do protokołów warstwy sieciowej modelu OSI, w związku z tym jest niezależny od innych protokołów. Protokół IP w wersji 6 został zdefiniowany w specyfikacjach RFC 1883, RFC 1884 i RFC 2460. W Internecie IPv6 był wdrażany w ramach eksperymentalnej sieci 6BONE przy pomocy tuneli wykorzystujących poprzednią wersję protokołu. Obecnie co raz więcej operatorów telekomunikacyjnych decyduje się na wprowadzenie IPv6 do swoich sieci na zasadach podobnych jak w przypadku IPv4.

Jedną z podstawowych zalet nowej wersji protokołu jest znacznie większa liczba dostępnych adresów IP. Ze względu na to, że do zapisania adresu w IPv6 użytych jest 128 bitów, to dostępna pula adresów wynosi około 3,4×10^38 adresów. Adres IP zapisywany jest zwykle w postaci heksadecymalnej w taki sposób, że co 16 bitów (4 cyfry heksadecymalne) wstawiany jest separator w postaci dwukropka. Przykładem takiego adresu może być  3ffe:8010:0931:ff00:00aa:0000:0000:0001. Zapis w postaci heksadecymalnej pozwala na opuszczenie wiodących zer każdej części adresu. W związku z tym powyższy adres możemy zapisać jako:  3ffe:8010:931:ff00:aa:::1. Niektóre adresy mogą zawierać dłuższe sekwencje zer. W takim przypadku sąsiadujące ze sobą 16 bitowe bloki wypełnione samymi zerami można zapisać jako podwójny dwukropek. Na przykład adres  3ffe:8010:0000:0000:0000:0000:0000:0001 możemy zapisać jako  3ffe:8010::1.

W adresach IPv6 nie występuje maska podsieci, jej funkcje przejął prefix. Prefix jest liczbą dziesiętną informującą o tym ile bitów adresu zostało przydzielone na adres sieci. Przykładem adresu z prefiksem jest: 3ffe:8010::/32.

Ze względu na to, że większa część ruchu IPv6 odbywa się nadal wykorzystując protokół IPv4, pakiety IPv6 są tunelowane wewnątrz IPv4.

Jedną z cech odróżniających nową wersję protokołu jest brak adresów rozgłoszeniowych, których funkcje przejęły adresy rozsyłania grupowego.

Specyfikacja protokołu zakłada istnienie trzech typów adresów:

• unicast – adres pojedynczego interfejsu. Pakiety kierowane na ten adres trafiają tylko do jeddnego hosta. W tej grupie adresów znajdują się między innymi globalne adresy IPv6 używane w Internecie, adresy typu link – local, oraz adres pętli zwrotnej
• multicast – adresy tego typu przejęły rolę adresów rozgłoszeniowych z IPv4 (broadcastowych i multicastowych). Pakiet tego typu dotrze do wszystkich interfejsów danej grupy. Pojedynczy interfejs może należeć do dowolnej liczby grup. Adres tego typu nie może być używany jako źródłowy.
• anycast – jest to adres przypisany do więcej niż jednego interfejsu (zwykle różnych urządzeń). Pakiet wysyłany na adres anycast dostarczany jest do najbliższego interfejsu. W związku z tym pakiety wysyłane pod ten sam adres z różnych miejsc w sieci mogą być przetwarzane przez dwa różne urządzenia. Adres tego typu również nie może być używany jako źródłowy.

IPv6 otrzymał większe możliwości konfiguracji adresów w sieciach lokalnych. Urządzenia podłączone do sieci automatycznie konfigurują swoje adresy IPv6 na podstawie prefiksów rozgłaszanych w sieci przez routery przy pomocy ICMPv6. W adresie takim zawarty jest odpowiednio zmieniony MAC urządzenia które dokonuje autokonfguracji. Natomiast jeśli host nie otrzymał prefiksu od routera, wykorzystywana jest sieć fe80. Adres taki należy do puli adresów link – local. Oczywiście nadal konfigurowanie adresów jest możliwe przy pomocy DHCP.

W IPv6, podobnie jak w poprzedniej wersji protokołu występują specjalne pule adresowe. Są to między innymi:

• ::/128 – adres składający się z samych zer, wykorzystywany jest głównie w programowaniu.
• ::1/128 – adres pętli zwrotnej.
• ::/96 – pula zarezerwowana dla zachowania zgodności z poprzednią wersją protokołu, wykorzystywana do zapisania adreów IPv6 w postaci IPv4.
• ::ffff:0:0/64 – j. w., ponadto umożliwia komunikację w sieci.
• fe80::/10 – pula link-local, wykorzystywana w obrębie jednego łącza fizycznego np. sieć Ethernet.
• fc00::/7 — lokalne adresy IPv6 typu unicast, wykorzystywane do komunikacji pomiędzy podsieciami w sieciach lokalnych.
• ff00::/8 – pula adresów typu multicast

Protokół IP w wersji 6 otrzymał nowy format pakietu:

Format nagłówka podstawowego IPv6 wygląda następująco

• Wersja – w tym polu nagłówka znajduje się wersja protokołu IP, w przypadku IPv6 znajduje się tam cyfra 6.
• Priorytet – pole określa czy pakiet ma reagować na obciążenia sieci czy bez względu na obciążenie zostać przekazany w pierwszej kolejności.
• Etykieta przepływu – pole w którym znajduje się znacznik pakietu. Jest częścią mechanizmu kontroli przepływu. Trasy pakietów z ustawionym tym polem są buforowane na routerach dzięki czemu taka trasa nie musi być obliczana za każdym razem gdy router otrzyma pakiet.
• Długość pola danych – pole, w którym zawarta jest długość pola danych pakietu wraz z nagłówkami rozszerzającymi.
• Następny nagłówek – pole opisujące typ nagłówka znajdującego się zaraz za nagłówkiem IPv6.
• Czas życia (TTL – Time To Live) – ilość przeskoków przez które może pakiet przejść zanim zostanie odrzucony (urządzenia przez które przechodzi dany pakiet zmniejszają tą wartość o 1)
• Adres źródłowy – 128 bitowy adres nadawcy pakietu.
• Adres docelowy – 128 bitowy adres odbiorcy pakietu.

W IPv6 dodatkowe informacje zapisywane są w oddzielnych nagłówkach, które są umieszczone za nagłówkiem podstawowym pakietu. Rodzaj nagłówka rozszerzeń jest definiowany przez wartość pola „następny nagłówek”. Nagłówki rozszerzeń mają długość równą wielokrotności liczby 8. Szczegółowa specyfikacja nagłówków rozszerzeń znajduje się w RFC 2460, RFC 2402 oraz RFC 2406.

Gdy do połączenia mamy dwa komputery znajdujące się w jednym pomieszczeniu takie rozwiązanie powinno wystarczyć, jednak gdy tworzymy większą sieć prędzej czy później staniemy przed koniecznością własnoręcznego zaciśnięcia końcówek.

Do tego celu używamy specjalnej zaciskarki, którą powinniśmy dostać w większości sklepów komputerowych. Koszt takiego urządzenia zaczyna się już od 20 – 25 zł. Gdy nie mamy zaciskarki, od biedy możemy użyć młotka, co też autor tego artykułu swego czasu z powodzeniem stosował, jednak nie jest to zalecane rozwiązanie Oprócz tego należy się zaopatrzyć w odpowiedni kabel oraz po jednej wtyczce rj45 na każde zakończenie kabla.

W tym miejscu należy się jeszcze zastanowić do czego będzie używany kabel który zaciskamy. Do połączenia komputer – switch (hub, router) używamy kabla „prostego”, natomiast do połączenia komputer – komputer potrzebny będzie nam kabel „skrosowany”. Gdy już wiemy co chcemy osiągnąć, oraz mamy wszystko czego potrzebujemy możemy przystąpić do zaciskania kabla we wtyczce.

Najpierw należy pozbyć się kawałka zewnętrznej izolacji. Do prawidłowego ułożenia kabli we wtyczce potrzebujemy ok. 12 – 13 mm kabelków. Na początku lepiej jest zerwać trochę więcej izolacji i dopiero później po uporządkowaniu, przyciąć kabelki do odpowiedniej długości.

Na odsłoniętym kawałku rozkręcamy splot kabli i uporządkowujemy je w kolejności:

1 – Biały z pomarańczowym
2 – Pomarańczowy
3 – Biały z zielonym
4 – Niebieski
5 – Biały z niebieskim
6 – Zielony
7 – Biały z brązowym
8 – Brązowy

(standard EIA/TIA568B)

Kabelki wyrównujemy i przycinamy do odpowiedniej długości.

Tak przygotowane kable wsuwamy do wtyczki (pin nr 1 to pierwszy pin od lewej strony patrząc na wtyczkę od strony pinów).

Wtyczkę z kablem wkładamy do zaciskarki i mocno ściskamy.

Jeżeli przygotowujemy kabel do podłączenia urządzenia końcowego do switcha, huba lub routera, wtyczkę na drugim końcu zaciskamy w ten sam sposób. Natomiast jeżeli chcemy połączyć bezpośrednio dwa komputery kolejną wtyczkę zaciskamy wg kolejności: (gdyż potrzebujemy wtedy kabla „skrosowanego”)
1 – Biały z zielonym
2 – Zielony
3 – Biały z pomarańczowym
4 – Niebieski
5 – Biały z niebieskim
6 – Pomarańczowy
7 – Biały z brązowym
8 – Brązowy
(standard EIA/TIA568A)

Tak powinna wyglądać prawidłowo zaciśnięta wtyczka RJ45

Tak wygląda nieprawidłowo zaciśnięta wtyczka