6.3. Проводные и волоконно-оптические линии связи

6.3.1. Проводные линии

Наиболее распространенные в АСКУЭ проводные каналы связи – витая пара и коаксиальный кабель [104, 106, 118, 121].

Медный кабель на витой паре (twisted pair) очень гибок и имеет удобные для использования коннекторы, которые легко вставляются в порты сетевого оборудования, ПК и принтеров (рис. 6.10). Размер (диаметр) медных проводников витых пар определяется специальным калибром. Наиболее широко для калибрования используется американский стандарт American Wire Gage (AWG). Меньшим значениям диаметров проводников соответствуют большие значения калибра. При этом проводники большего размера обладают меньшим удельным сопротивлением на единицу длины.

а б в

Р и с. 6.10. Витые пары: а – двужильная; б – восьмижильная (четыре пары); в – разъем RJ-45

Для изготовления оболочек кабелей обычно применяются два типа материалов: поливинилхлорид (ПВХ, PVC) и фторуглеродные полимеры. Экранирование кабелей иногда используется для обеспечения лучшей невосприимчивости к шуму и снижения излучения в окружающую среду. Обычно применяются два типа экранов в кабелях STP – фольга и сетка. Кабели на основе витой пары находят широкое применение в сетях передачи данных, определяемых национальными и международными стандартами TIA/EIA 568-A, ISO/IEC 11801, EN 50173. Эти стандарты жестко регламентируют максимальную длину кабелей, а также ряд требований, предъявляемых к кабелю как к компоненту структурированной кабельной системы. Основными из них являются собственное и переходное затухания, емкость, уровень возвратных потерь, импеданс и т.д. В зависимости от скорости передачи данных кабельные компоненты делятся на пять категорий по частотным характеристикам: Cat.3 – до 16 МГц, используется в телефонии; Cat.5 – до 100 МГц, применяется в сетях до 100 Мбит/с; Cat.5e – до 120 МГц; Cat.6 – до 250 МГц; Cat.7– с полосой 600 МГц применяется в каналах передачи данных со скоростью до 1000 Мбит/с. Для подключения витой пары в основном используется разъем RJ-45 (рис. 6.9, в). Витые пары производятся многими отечественными и зарубежными фирмами: Спецкабель, Signamax, Belden, Nexans, TELDOR, AESP и др.

Коаксиальный кабель состоит из центрального медного проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран). Экран представляет собой оплетку из медного провода вокруг изолятора и/или обернутую вокруг изолятора фольгу. При наличии сильных помех используется кабель с учетверенной экранизацией из двойного слоя фольги и двойного слоя металлической оплетки. Коаксиальный кабель обеспечивает более высокую помехоустойчивость по сравнению с витой парой, но он дороже. Существуют различные виды коаксиальных кабелей, отличающиеся диаметром, волновым сопротивлением, формой, соединительными элементами. В разных сетевых коммуникациях используют один из двух типов коаксиальных кабелей: толстый и тонкий.

Толстый (thick) коаксиальный кабель (рис. 6.11, а) – относительно жесткий кабель с диаметреом около 1 см (0,5 дюймов). Иногда его называют «стандартный Ethernet», поскольку он был первым типом кабеля, применяемым в Ethernet – популярной сетевой архитектуре. Медная жила этого кабеля позволяет передавать информацию на расстояние до 500 м. Для подключения абонента к толстому коаксиальному кабелю применяют специальное устройство – трансивер (transceiver), снабженный коннектором DB-15 или DIX. В некоторых сетях для согласования волнового сопротивления используют терминаторы, которые устанавливаются на концах открытого кабеля.

а б в

г

Р и с. 6.11. Коаксиальные кабели: а – толстый одножильный; б – тонкий одножильный с экранирующей оплеткой; в – тонкий многожильный с двойной оплеткой; г – ВNС-коннекторы и терминатор

Тонкий (thin) коаксиальный кабель (рис. 6.11, б-г) – гибкий кабель диаметром около 0,5 см (0.25 дюймов). Он прост в применении и годится практически для любого типа сети. Тонкий коаксиальный кабель способен передавать сигнал на расстояние до 185 м без заметного искажения, вызванного затуханием. Тонкий коаксиальный кабель относится к группе, которая называется семейством RG-58, его волновое сопротивление (impedance) равно 50 Ом. Для подключения тонкого коаксиального кабеля используют BNC-коннекторы (British Naval Connector, BNC).

При передаче информации по проводным линиям связи из взрывоопасных зон используют барьеры искрозащиты, которые обеспечивают взрывозащищенность электрических цепей измерительных преобразователей и исполнительных устройств в системах измерения, регулирования, сигнализации, аварийной защиты и управления энергопотреблением.