Типи кабелів

Коаксіальний кабель (coaxial) має несиметричну конструкцію і складається з мідної жили (core), ізоляції тієї, що її оточує, екрану у вигляді металевого обплетення і зовнішньої оболонки. Якщо кабель, окрім металевого обплетення, має ще шар фольги, то він називається кабелем з подвійною екранізацією. За наявності потужних перешкод можна скористатися кабелем із збільшеною учетверо екранізацією. Він складається з подвійного шару фольги і подвійного шару металевого обплетення. Деякі типи кабелів покриває металева сітка - екран (shield). Він захищає передавані по кабелю дані, поглинаючи зовнішні електромагнітні сигнали, звані перешкодами або шумом. Таким чином, екран не дозволяє спотворювати дані, передавані по кабелю. Електричні сигнали, що кодують дані, передаються по жилі. Жила - це один дріт (суцільна жила) або пучок проводів. Суцільна жила виготовляється з міді. Жила оточена ізоляційним шаром, який відокремлює її від металевого обплетення. Обплетення грає роль заземлення і захищає жилу від електричних шумів (noise) і перехресних перешкод (crosstalk). Перехресні перешкоди - це електричні наведення, викликані сигналами в сусідніх проводах. Провідна жила і металеве обплетення не повинні стикатися, інакше відбудеться коротке замикання, перешкоди проникнуть в жилу, а дані руйнуватимуться. Зовні кабель покритий непровідним шаром - з гуми, тефлону або пластика. Коаксіальний кабель більш перешкодоспроможний, загасання сигналу в ньому менше, ніж у витій парі.

Існує декілька типів коаксіального кабелю, що відрізняються характеристиками і областями застосування, - для локальних мереж, для глобальних мереж, для кабельного телебачення і тому подібне Саме коаксіальні кабелі стали на початку транспортним середовищем локальних мереж ЕОМ (10Base-5 і 10Base-2; див. рис. 6).

1 - центральний провідник; 2 - ізолятор; 3 - провідник-екран; 4 - зовнішній ізолятор

Рисунок 6 - Коаксіальний кабель

Нижче приводяться основні типи і характеристики цих кабелів.

- RG-8 і RG-11 - «товстий» коаксіальний кабель, розроблений для мереж Ethernet 10Base-5. Має хвилевий опір 50 Ом і зовнішній діаметр 0,5 дюйма (близько 12 мм). Цей кабель має достатньо товстий внутрішній провідник діаметром 2,17 мм, який забезпечує гарні механічні і електричні характеристики. Монтується важко - погано гнеться.

- RG-58/U, RG-58 A/U і RG-58 C/U - різновиди «тонкого» коаксіального кабелю для мереж Ethernet 10Base-2. Всі ці різновиди кабелю мають хвилевий опір 50 Ом, але володіють гіршими механічними і електричними характеристиками в порівнянні з «товстим» коаксіальним кабелем. Тонкий внутрішній провідник 0,89 ммне так прочен, проте володіє набагато більшою гнучкістю, зручною при монтажі. Загасання в цьому типі кабелю вище, ніж в «товстому» коаксіальному кабелі, що приводить до необхідності зменшувати довжину кабелю для отримання однакового загасання в сегменті.

- RG-59 - телевізійний кабель з хвилевим опором 75 Ом. Широко застосовується в кабельному телебаченні.

Скручена пара проводів називається витою парою (twisted pair). Вита пара існує в екранованому варіанті (Shielded Twistedpair, STP), коли пара мідних проводів обертається в ізоляційний екран, і неекранованому (Unshielded Twistedpair, UTP), коли ізоляційна обгортка відсутня (рис. 7). Скручування проводів знижує вплив зовнішніх перешкод що наводяться сусідніми парами і іншими джерелами, наприклад, двигунами, реле і трансформаторами, на корисні сигнали, передавані по кабелю. Одній з потенційних проблем для всіх типів кабелів є перехресні перешкоди. Перехресні перешкоди - це електричні наведення, викликані сигналами в суміжних проводах. Неекранована вита пара особливо страждає від перехресних перешкод. Для зменшення їх впливи застосовують екран.

Мідний неекранований кабель UTP залежно від електричних і механічних характеристик розділяється на 5 категорій (Category 1 - Category 5):

- Категорія 1. Традиційний телефонний кабель, по якому можна передавати тільки мову, але не дані.

- Категорія 2. Кабель, здатний передавати дані з швидкістю до 4 Мбіт/с. Складається з чотирьох витих пар.

- Категорія 3. Кабель, здатний передавати дані з швидкістю до 10 Мбіт/с. Складається з чотирьох витих пар з дев'ятьма витками на метр.

- Категорія 4. Кабель, здатний передавати дані з швидкістю до 16 Мбіт/с. Складається з чотирьох витих пар.

- Категорія 5. Кабель, здатний передавати дані з швидкістю до 100 Мбіт/с. Складається з чотирьох витих пар мідного дроту.

Найчастіше використовуються кабелі категорії 5, які були спеціально розроблені для підтримки високошвидкісних протоколів. Тому їх характеристики визначаються в діапазоні до 100 МГц. Більшість нових високошвидкісних стандартів орієнтуються на використання витої пари 5 категорій. На цьому кабелі працюють протоколи із швидкістю передачі даних 100 Мбіт/с - FDDI (з фізичним стандартом TP-PMD), Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN, а також швидкісніші протоколи - АТМ на швидкості 155 Мбіт/с, і Gigabit Ethernet на швидкості 1000 Мбіт/с (варіант Gigabit Ethernet на витій парі категорії 5 став стандартом в червні 1999 р.). Кабель категорії 5 прийшов на заміну кабелю категорії 3, і сьогодні все нові кабельні системи крупних будівель будуються саме на цьому типі кабелю (у поєднанні з волоконно-оптичним).

Рисунок 7 - Неекранована і екранована виті пари

Особливе місце займають кабелі категорій 6 і 7, які промисловість почала випускати порівняно недавно. Для кабелю категорії 6 характеристик визначаються до частоти 200 МГц, а для кабелів категорії 7 - до 600 МГц. Кабелі категорії 7 обов'язково екрануються, причому як кожна пара, так і весь кабель в цілому. Кабель категорії 6 може бути як екранованим, так і неекранованим. Основне призначення цих кабелів - підтримка високошвидкісних протоколів на відрізках кабелю більшої довжини, чим кабель UTP категорії 5. Деякі фахівці сумніваються в необхідності застосування кабелів категорії 7, оскільки вартість кабельної системи при їх використанні виходить сумірній за вартістю мережі з використанням волоконно-оптичних кабелів, а характеристики кабелів на основі оптичних волокон вищі.

Кабель екранованої витої пари (STP) має мідне обплетення, яке забезпечує великий захист, чим екранована витаючи пара. Крім того, пари проводів STP обмотані фольгою. В результаті екранована вита пара володіє хорошою ізоляцією, що захищає передавані дані від зовнішніх перешкод. Основний стандарт (IBM), що визначає параметри екранованої витої пари, ділить кабелі не на категорії, а на типи: Type I, Type 2..., Type 9. Електричні параметри кабелю Type 1 приблизно відповідають параметрам кабелю UTP категорії 5. Проте хвилевий опір кабелю Type 1 рівний 150 Ом (UTP категорії 5 має хвилевий опір 100 Ом).

Волоконно-оптичний кабель (optical fiber) складається з тонких (5-60 мікрон) волокон, по яких розповсюджуються світлові сигнали. Це найбільш якісний тип кабелю - він забезпечує передачу даних з дуже високою швидкістю (до 10 Гбіт/с і вище) і до того ж краще за інші типи передавального середовища забезпечує захист даних від зовнішніх перешкод. Волоконно-оптичні кабелі складаються з центрального провідника світла (серцевини) - скляного волокна, оточеного іншим шаром скла - оболонкою, що володіє меншим показником заломлення, чим серцевина. Розповсюджуючись по серцевині, промені світла не виходять за її межі, відбиваючись від покриваючого шару оболонки.

Рисунок 8 - Типи оптичного кабелю

Залежно від розподілу показника заломлення і від показника діаметру сердечника розрізняють:

- багатомодове волокно із ступінчастою зміною показника заломлення (рис. 8, а);

- багатомодове волокно з плавною зміною показника заломлення (рис. 8, б);

- одномодове волокно (рис. 8, в).

Поняття “мода” описує режим розповсюдження світлових променів у внутрішньому сердечнику кабелю. У одномодовому кабелі (Single Mode Fiber, SMF) використовується центральний провідник дуже малого діаметру, сумірного з довжиною хвилі світла, - від 5 до 10 мкм. При цьому практично всі промені світла розповсюджуються уздовж оптичної осі світлопровода, не відбиваючись від зовнішнього провідника. Смуга пропускання одномодового кабелю дуже широка - до сотень гігагерца на кілометр. Виготовлення тонких якісних волокон для одномодового кабелю представляє складний технологічний процес, що робить одномодовий кабель достатньо дорогим. Крім того, у волокно такого маленького діаметру достатньо складно направити пучок світла, не втративши при цьому значну частину його енергії.

У багатомодових кабелях (Multi Mode Fiber, MMF) використовуються ширші внутрішні сердечники, яких легко виготовити технологічно. У стандартах визначені два найбільш споживаних багатомодових кабелю: 62,5/125 мкм і 50/125 мкм, де 62,5 мкм або 50 мкм - це діаметр центрального провідника, а 125 мкм - діаметр зовнішнього провідника.

У багатомодових кабелях у внутрішньому провіднику одночасно існує декілька світлових променів, що відбиваються від зовнішнього провідника під різними кутами. Кут віддзеркалення променя називається модою світивши. У багатомодових кабелях з плавною зміною коефіцієнта заломлення режим розповсюдження кожної моди має складніший характер.

Багатомодові кабелі мають вужчу смугу пропускання - від 500 до 800 Мгц/км.. Звуження смуги відбувається із-за втрат світлової енергії при віддзеркаленнях, а також із-за інтерференції променів різних мод.

Як джерела випромінювання світла у волоконно-оптичних кабелях застосовуються:

- світлодіоди;

- напівпровідникові лазери.

Для одномодових кабелів застосовуються тільки напівпровідникові лазери, оскільки при такому малому діаметрі оптичного волокна світловий потік, що створюється світлодіодом, неможливо без великих втрат направити у волокно. Для багатомодових кабелів використовуються дешевші світлодіодні випромінювачі.

Використання тільки декількох довжин хвиль (850 нм, 1300 нм – світлодіодні випромінювачі і 1300 нм, 1550 нм – лазерні випромінювачі) для передачі інформації в оптичних волокнах пов'язане з особливістю їх амплітудно-частотної характеристики. Саме для цих дискретних довжин хвиль спостерігаються яскраво виражені максимуми передачі потужності сигналу, а для інших хвиль загасання у волокнах істотно вище.

Волоконно-оптичні кабелі володіють відмінними характеристиками всіх типів: електромагнітними, механічними (добре гнуться, а у відповідній ізоляції володіють хорошою механічною міцністю). Проте у них є один серйозний недолік - складність з'єднання волокон з роз'ємами і між собою при необхідності нарощування довжини кабелю.

Сама вартість волоконно-оптичних кабелів ненабогато перевищує вартість кабелів на витій парі, проте проведення монтажних робіт з оптоволокном обходиться набагато дорожче із-за трудомісткості операцій і високої вартості вживаного монтажного устаткування.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Характеристики ліній зв'язку.	\|	Основні теоретичні відомості

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.009 сек.