Скручена пара

Це найдешевше і найпоширеніше фізичне середовище. Відрізняється гіршим, ніж у коаксіального кабелю, захистом від завад. Час поширення сигналу 8-12 нс/м. Загасання сигналу 12-28 дБ на 100 м за частоти 10 МГц, що теж більше, ніж у коаксіального кабелю. Канал найдешевший для прокладання. Сьогодні скручена пара є головним середовищем передавання для локальних мереж.

Розрізняють декілька типів скручених пар. Найпоширеніша незахищена скручена пара (Unshielded Twisted Pair (UTP)). Вона найдешевша, проте в разі її експлуатації виникають проблеми з електромагнітною сумісністю. Крім того, використовують фольговану незахищену скручену пару (Foiled Twisted Pair (FTP)), екрановану скручену пару (Shielded Twisted Pair (STP)) та їхні комбі­нації (рис. 11.3). Скручена пара UTP - це вісім мідних дротів, скручені попарно в спільній ізоляції. У STP дроти мають спільний екран. Скручені пари STP, FTP, SFTP мають ширший частотний діапазон передавання (і максимальну швидкість), менше електромагнітне випромінювання порівняно з UTP, однак вони набагато дорожчі та складніші в прокладанні й узгодженні параметрів.

Розрізняють захищену/незахищену (Shielded/Unshielded) та екрановану/неек-рановану (Screened/Unscreened) скручену пару. Незахищеною вважають не тільки UTP, а й FTP. Захищеною прийнято вва­жати скручену пару зі значним захистом, наприклад, SFTP або SSTP.

Сертифікація скрученої пари

Стандартизацією кабелів займають­ся IEEE, EIA/TI А, а сертифікацією-неза­лежні лабораторії, зокрема, в США - фірма UL (Underwriter Laboratories - Лабораторії сертифікації). Кабелі сертифікують щодо електричної безпеки (відповідно до вимог

_{Рис. 11.3 Різновиди скрученої пари}

стандартів National Electric Code (NEC)) та за технічними характеристиками (відповідно до вимог ЕIА/ТIА). Тільки після сертифікації фірма-виробник кабелю може поставити на ньому знак UL. З метою дотримання якості продукції UL проводить інспекції виробництва, де, крім готової продукції, контролює також окремі технологічні процеси.

У Європі діють аналогічні організації. На продукції, що відповідає європейським стан­дартам, ставлять позначку СЕ або відповідної лабораторії сертифікації.

За технічними параметрами кабелі UTP поділяють на рівні, або категорії. Розрізняють сім категорій кабелю (табл. 11.1).

Категорії скрученої пари визначені відповідними стандартами. Головні стандарти ка­бельних підсистем сьогодні такі:

• ISO/IEC 11801 - міжнародний стандарт;

• ANSI/TIA/EIA-568-A - американський стандарт, найстаріший серед цієї групи;

• EN 50173 - європейський стандарт, прийнятий 1995 р. країнами ЄС.

Є певні відмінності у стандартизації скручених пар американськими (ЕІА, ТIА) та між­народними (ISO, IEC) організаціями. Американські-організації визначають категорію скрученої пари (і структурованої кабельної системи (СКС)) за визначеним набором параметрів, що їх повинна задовольняти кабельна система. Європейські організації, натомість, розглядають класи застосувань, які експлуатують цю кабельну систему, та їхні вимоги до параметрів передавання.

Найбільша відмінність між стандартами: ЕІА-568-АВ визначає категорії кабелю та роз'­єднувачів. Якщо кабель та роз'єднувачі мають однакову категорію, то їхня система також буде мати цю категорію. У європейському стандарті замість категорії вводять поняття класу (D - аналог п'ятої категорії, Е - шостої, F — сьомої). На відповідність класу тестують зібране з'єд­нання. Це дає змогу будувати системи з компонент різних категорій та обминати деякі обмеження стандартів.

Особливість категорії 5+ порівняно з п'ятою та, що її нормують за більшим переліком характеристик (див. нижче). Зокрема, Gigabit Ethernet використовує смугу в 70 МГц зі смуги у 100 МГц, яку має п'ята категорія.

Категорію кабелю визначають за його параметрами. Параметри кожної категорії пере­лічені у відповідних стандартах. Крім загальних, скручена пара має і деякі специфічні пара­метри. Розглянемо їх детальніше:

• загасання сигналу - співвідношення сигналу на кінці лінії і сигналу на її початку (у децибелах);

• характеристичний імпеданс - опір змінному струму на певній частоті. Такий опір пови­нен бути постійним, у тім числі для різних ділянок лінії (враховуючи з'єднувачі, перехідники тощо).

Сигнал, що відбивається від ділянок з неправильним імпедансом, буде накладатися на основний сигнал та спотворювати його;

• зворотні втрати - відношення амплі­туди переданого сигналу до амплітуди відби­того;

• NEXT (Near End Crosstalk) - перехрес­ні завади на ближньому кінці - характеризує завади в сусідніх дротах у разі передавання да­них парою дротів у різних напрямах. Параметр уперше було введено для тестування кабельних систем технології Fast Ethernet 100BaseTX, у яких однією парою відбувалося передавання, а іншою - приймання. NEXT вимірюють для обох партнерів з обох боків лінії передавання (рис. 11.4);

• PS-NEXT (PowerSum NEXT) - сумар­на перехресна завада;

• FEXT (Far End Crosstalk) - рівень пе­рехресних завад на сусідніх дротах у разі однонапрямленого передавання. Вимірюють з обох кінців лінії. Параметр FEXT уперше з'я­вився для мереж Gigabit Ethernet, у яких пере­давання відбувалося паралельно кількома скру­ченими парами. Певною проблемою є те, що сумарне значення FEXT залежить від загасання сигналу (та довжини лінії) і не придатне для нормування. З метою нормування введено параметр ELFEXT (Equal Level Far End Crosstalk) як співвідношення між загасанням та FEXT;

^{Рис. 11.4 Параметри, що визначають перехресні завади у сусідніх дротах}

• PS-FEXT (PowerSum Crosstalk) - сумарна перехресна завада у разі однонапрямлених передавань;

• ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio) - співвідношення загасання і NEXT. Фактично цей параметр узагальнює декілька параметрів (рис. 11.5).

Визначення кожного параметра, методика їхнього вимірювання описані у стандартах та технічних бюлетенях. Наприклад, для мережі Fast Ethernet нормовано NEXT та ACR; для мережі Gigabit Ethernet, де передавання відбувається кількома дротами одночасно, - ELFEXT, PS-NEXT, PS-ELFEXT. Для мереж, у яких передавання відбувається паралельно кількома дротами, має значення параметр різниці поширення сигналу у сусідніх дротах.