Тема 7. Проводные линии связи
Для передачи информации в низкоскоростных и среднескоростных КС, физической средой обычно являются проводные линии связи: группы либо параллельных, либо скрученных проводов, называемых витая пара. Она представляет собой изолированные проводники, попарно свитые между собой для уменьшения, как перекрестных наводок, так и затухания сигнала при передачи на высоких частотах. «Витая пара» позволяет передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/с, легко наращивается, однако отличается слабой устойчивостью к помехам. Длина кабеля не может превышать 1000м при скорости передачи 10Мбит/с.
Стандарты кабелей
Кабель - это достаточно сложное изделие, состоящее их проводников, слоев экрана и изоляции.
Характеристики кабелей:
Затухание (Attenuation) . Затухание измеряется в децибелах на метр для определенной частоты и диапазона частот сигнала;
Перекрестные наводки на ближнем конце (Neal End Cross Talk, NEXT). Измеряется в децибелах для определенной частоты сигнала;
Импеданс (волновое сопротивление) – это полное (активное, реактивное) сопротивление в электрической цепи. Импеданс измеряется в Омах и является относительной постоянной величиной для кабельных систем (например, для коаксиальных кабелей, используемых в стандартах Ethernet, импеданс кабеля должен составлять 50 Ом). Для неэкранированной витой пары наиболее часто используется значение импеданса – 100 и 120 Ом. В области высоких частот (100-200 МГц) импеданс зависит от частоты;
Активное сопротивление – это сопротивление постоянному току в электрической цепи;
Ёмкость – это свойство металлических проводников накапливать энергию, является нежелательной величиной, поэтому следует стремиться к тому, чтобы она была как можно меньше. Высокое значение емкости в кабеле приводит к искажению сигнала и ограничивает полосу пропускания линии.
Уровень внешнего электромагнитного излучения или электрический шум. Электрический шум – это нежелательное переменное напряжение в проводнике. Электрический шум бывает двух типов: фоновый (электропередачи, телефоны и лампы дневного света) и импульсный (моторы, переключатели и сварочные агрегаты). Электрический шум измеряется в милливольтах.
Диаметр или площадь сечения проводника в европейских и международных стандартах приводятся в миллиметрах.
Для организации высокоскоростных (ширикополосных) КС используются различные кабели:
экранированные, с витыми парами из медных проводов (STP, Shielded Twisted Pair);
неэкранированные с витыми парами их медных проводов (UTP, Unshielded Twisted Pair);
коаксиальные;
оптоволоконные.
Кабели на основе экранированной и неэкранированной витой пары
К
Рис.
16. Кабель UTP
с подключенным разъемом RJ-45
(слева) и кабель Thin
Ethernet
с Т-образным адаптером BNC
и терминатором на нем (справа)
Кабели «Витая пара» бывают разной категории (3, 4, 5 и 6). Номер категории указывает на скорость передачи. Чем выше номер категории, тем большую скорость передачи поддерживает кабель.
Витые пары бывают одинарными, объединенными в многопарный кабель или оформленными в виде плоского ленточного кабеля. Несколько витых пар часто объединяют и помещают в одну защитную оболочку. В качестве кабеля можно использовать обычный телефонный провод (категория 3). Сетевые адаптеры, способные работать с витой парой, имеют разъем RJ-45, аналогичный применяемому в импортных телефонных аппаратах.
Кабели, изготовленные из витых пар категории 5, с полосой 100 МГц обеспечивают пропускную способность до 155 Мбит/с. При четырех парах это позволяет осуществить передачи до 622 Мбит/с. Кабели категории 6 сертифицируются до частот 300 МГц, а экранированные до 600 МГц. Такой кабель пригоден для передачи информации со скоростью более 1 Гбит/с.
С учетом возрастающих требований к ширикополосности каналов витые пары проводов стали заменять коаксиальными кабелями, которые имеют полосу от 100 до 500 МГц (до 1Гбит/с).