Кабелі на основі кручених пар

Кручені пари проводів використовуються в дешевих і сьогодні, мабуть, найбільш популярних кабелях. Кабель на основі кручених пар є кілька пар скручених попарно ізольованих мідних проводів в єдиній діелектричній (пластикової) оболонці. Він досить гнучкий і зручний для прокладки. Скручування проводів дозволяє звести до мінімуму індуктивні наведення кабелів один на одного і знизити вплив перехідних процесів.

Зазвичай в кабель входить дві ( Мал. 2.1 ) Або чотири кручені пари.

Мал.2.1.

Кабель з крученими парами

Неекрановані кручені пари характеризуються слабкою захищеністю від зовнішніх електромагнітних перешкод, а також від підслуховування, яке може здійснюватися з метою, наприклад, промислового шпигунства. Причому перехоплення переданої по мережі інформації можливий як за допомогою контактного методу (наприклад, за допомогою двох голок, уткнутих в кабель), так і за допомогою безконтактного методу, зводиться до радіоперехоплення випромінюваних кабелем електромагнітних полів. Причому дія перешкод і величина випромінювання зовні збільшується з ростом довжини кабелю. Для усунення цих недоліків застосовується екранування кабелів.

У разі екранованої кручений пари STP кожна з кручених пар поміщається в металеву оплетку-екран для зменшення випромінювань кабелю, захисту від зовнішніх електромагнітних перешкод і зниження взаємного впливу пар проводів один на одного (crosstalk - перехресні наведення). Для того щоб екран захищав від перешкод, він повинен бути обов'язково заземлений. Природно, екранована кручена пара помітно дорожче, ніж неекранована. Її використання вимагає спеціальних екранованих роз'ємів. Тому зустрічається вона значно рідше, ніж неекранована кручена пара.

Основні переваги неекранованих кручених пар - простота монтажу роз'ємів на кінцях кабелю, а також ремонту будь-яких пошкоджень в порівнянні з іншими типами кабелю. Всі інші характеристики у них гірше, ніж у інших кабелів. Наприклад, при заданій швидкості передачі загасання сигналу (зменшення його рівня в міру проходження по кабелю) у них більше, ніж у коаксіальних кабелів. Якщо врахувати ще низьку перешкодозахищеність, то зрозуміло, чому лінії зв'язку на основі кручених пар, як правило, досить короткі (зазвичай в межах 100 метрів). В даний час кручена пара використовується для передачі інформації на швидкостях до 1000 Мбіт / с, хоча технічні проблеми, що виникають при таких швидкостях, вкрай складні.

Відповідно до стандарту EIA / TIA 568, існують п'ять основних і дві додаткові категорії кабелів на основі неекранованої кручений пари (UTP):

• Кабель категорії 1 - це звичайний телефонний кабель (пари проводів не кручені), по якому можна передавати тільки мова. Цей тип кабелю має великий розкид параметрів (хвильового опору, смуги пропускання, перехресних наведень).
• Кабель категорії 2 - це кабель з кручених пар для передачі даних в смузі частот до 1 МГц. Кабель не тестується на рівень перехресних наведень. В даний час він використовується дуже рідко. Стандарт EIA / TIA 568 не розрізняє кабелі категорій 1 і 2.
• Кабель категорії 3 - це кабель для передачі даних в смузі частот до 16 МГц, що складається з кручених пар з дев'ятьма витками проводів на метр довжини. Кабель тестується на всі параметри і має хвильовий опір 100 Ом. Це найпростіший тип кабелів, рекомендований стандартом для локальних мереж. Ще недавно він був найпоширенішим, але зараз повсюдно витісняється кабелем категорії 5.
• Кабель категорії 4 - це кабель, що передає дані в смузі частот до 20 МГц. Використовується рідко, так як не дуже помітно відрізняється від категорії 3. Стандартом рекомендується замість кабелю категорії 3 переходити відразу на кабель категорії 5. Кабель категорії 4 тестується на всі параметри і має хвильовий опір 100 Ом. Кабель був створений для роботи в мережах по стандарту IEEE 802.5.
• Кабель категорії 5 - в даний час найдосконаліший кабель, розрахований на передачу даних в смузі частот до 100 МГц. Складається з кручених пар, що мають не менше 27 витків на метр довжини (8 витків на фут). Кабель тестується на всі параметри і має хвильовий опір 100 Ом. Рекомендується застосовувати його в сучасних високошвидкісних мережах типу Fast Ethernet і TPFDDI. Кабель категорії 5 приблизно на 30-50% дорожче, ніж кабель категорії 3.
• Кабель категорії 6 - перспективний тип кабелю для передачі даних в смузі частот до 200 (або 250) МГц.
• Кабель категорії 7 - перспективний тип кабелю для передачі даних в смузі частот до 600 МГц.

Відповідно до стандарту EIA / TIA 568, повне хвильовий опір найбільш досконалих кабелів категорій 3, 4 і 5 має становити 100 Ом 15% в частотному діапазоні від 1 МГц до максимальної частоти кабелю. Вимоги не дуже жорсткі: величина хвильового опору може перебувати в діапазоні від 85 до 115 Ом. Тут же слід зазначити, що хвильовий опір екранованої кручений пари STP за стандартом має бути рівним 150 Ом 15%. Для узгодження опорів кабелю та обладнання в разі їх розбіжності застосовують погоджують трансформатори (Balun). Існує також екранована кручена пара з хвильовим опором 100 Ом, але використовується вона досить рідко.

Другий найважливіший параметр, що задається стандартом, - це максимальне загасання сигналу, що передається по кабелю, на різних частотах. В таблиці 2.1 наведені граничні значення величини загасання в децибелах для кабелів категорій 3, 4 і 5 на відстань 1000 футів (тобто 305 метрів) при нормальній температурі навколишнього середовища 20 ° С.

Таблиця 2.1. Максимальне загасання в кабелях Частота, МГц Максимальне загасання, дБ Категорія 3 Категория 4 Категорія 5 0,064 2,8 2,3 2,2 0,256 4,0 3,4 3,2 0,512 5,6 4,6 4,5 0,772 6, 8 5,7 5,5 1,0 7,8 6,5 6,3 4,0 17 13 13 8,0 26 19 18 10,0 30 22 20 16,0 40 27 25 20,0 - 31 28 25 , 0 - - 32 31,25 - - 36 62,5 - - 52 100 - - 67

З таблиці видно, що величини загасання на частотах, близьких до граничних, для всіх кабелів дуже значні. Навіть на невеликих відстанях сигнал послаблюється в десятки і сотні разів, що пред'являє високі вимоги до приймачів сигналу.