Категории кабеля

Существует несколько категорий кабелей на основе витой пары, которые получили нумерацию от Cat.1 до Cat.7 (category – категория) и отличаются эффективной полосой пропускаемых частот (далее – полоса частот). Кабель более высокой категории, как правило, содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины.

Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях) и в международном стандарте ISO 11801, а также в стандартах РФ - ГОСТ Р 53246-2008 и ГОСТ Р 53245-2008.

Кабель категории Cat.1 (полоса частот 0,1 МГц) представляет собой телефонный кабель на витой паре, состоящий всего из одной пары. По сравнению с медным однопарным симметричным телефонным кабелем без свивки он характеризуется меньшим влиянием помех. Используется только для передачи голоса в ТФОП или данных при помощи телефонного модема или модемов систем доступа по отдельным технологиям семейства xDSL.

Кабель категории Cат2 (полоса частот 1 МГц) - содержащий 2 витых пары проводников, и поддерживающий передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с, используется в сетях по технологиям Token ring и Arcnet. Встречается в телефонных сетях.

Кабель категории Cat.3 (полоса частот 16 МГц) - это 4х-парный кабель, используется при построении телефонных сетей и локальных компьютерных сетей 10BASE-T и Token ring. Поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии не более 100 метров. В отличие от предыдущих двух, стандартизован и отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3.

Кабель категории Cat.4 (полоса частот 20 МГц) состоит из 4х скрученных пар, использовался в сетях Token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, в настоящее время не используется.

Кабель категории Cat.5 (полоса частот 100 МГц) - 4х-парный кабель, используется при построении локальных компьютерных сетей (LAN) 100BASE-TX и для прокладки телефонных линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании в одной линии передачи 2х витых пар.

Кабель категории Cat.5e (полоса частот 100 МГц) – 4х-парный многожильный кабель, усовершенствованной категории 5 (Рис.6.4). Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2х пар и до 1000 Мбит/с (4×250 МГц) при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e для обеспечения скорости передачи 100 Мбит/с. Преимущества двухпарного кабеля в более низкой стоимости и меньшей толщине.

Рис. 6.4. Витая пара неэкранированная для прокладки внутри помещений

Витая пара экранированная (Рис.6.5) представляет собой экранированный медный FTP кабель, 4х парный (4х2х0,5), категория 5е, одножильный (solid) для прокладки внутри помещений.

Экран выполнен из алюминиевой ленты, спирально накрученной с нахлестом 5 мм. Проводник – проволока из электролитической меди диаметром 0,51 мм (24 AWG). Изоляция жил - полиэтилен высокой плотности. Диаметр проводника с оболочкой: 0,9 ± 0,02 мм. Внешняя оболочка – трубка из ПВХ (поливинилхлорида)

Рис.6.5. Витая пара, экранированная, категории 5е

Многопарная витая пара неэкранированная (UTP) категории 5, состоящая из 25 пар (50 жил) применяется для подключений оборудования на цифровых АТС, УПАТС и др. Проводники одножильные изолированные ПВХ (Рис. 6.6).

Рис. 6.6. Витая пара UTP категории 5, состоящая из 25 пар

Кабель витая пара (UTP) для внешней (уличной +60 C, -40 C) прокладки категории 5e, 4х парный (24 AWG), одножильный (solid) представлен на рисунке (Рис.6.7).

Рис.6.7. Витая пара, неэкранированная (UTP) категории 5е

для уличной прокладки

Кабель категории Cat.6 (полоса частот 250 МГц) применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4х витых пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на расстояние до 55 м. Добавлен в стандарт Ethernet в июне 2002 года.

Кабель категории Cat.6a (полоса частот 500 МГц) применяется в сетях Gigabit Ethernet, состоит из 4х витых пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на расстояние до 100 метров. Добавлен в стандарт в феврале 2008 года.

Кабель категории Cat.7 (полоса частот 600 МГц) является относительно навой разработкой. Его спецификация утверждена международным стандартом ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары (Рис.6.2). Кабель Сат.7, строго говоря, относится не к классу UTP, а S/FTP (Screened Fully Shielded Twisted Pair).

Кабель категории Cат7a (полоса частот до 1200 МГц) предназначен для передачи данных на скоростях до 40 Гбит/с на расстояние до 50 м и до 100 Гбит/с на расстояние до 15 м.

Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление 100±15 Ом, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена и передача данных станет невозможной. Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие некачественных разъемных соединений или «сшивок» в кабеле, а также использование розеток более низкой категории (по частотному диапазону), чем кабель.

Благодаря низкой цене, удобному и легкому монтажу, широкое распространение получила незащищенная витая пара (UTP). Именно она является основой направляющих сред современных локальных компьютерных сетей общего назначения. Неэкранированные витые пары допускается использовать в качестве линий связи только при отсутствии сильных внешних электромагнитных полей и на короткие дистанции.

Ориентировочные электрические параметры некоторых типов кабелей российского производства приведены в таблице 1.

Таблица 1

Основные параметры	КВПЭФх0,52	ТППЭПх0,4	ТППЭПх0,5
Омическое сопротивление постоянному току одного провода витой пары, Ом/км
Затухание на частоте 4 МГц, дБ/км
Ёмкость витой пары, нФ/км

Волновое сопротивление витой пары может составлять величину в пределах 100-150 Ом.

При использовании импортных кабелей витой пары UTP, FTP, STP и т.д. следует обращать внимание на маркировку AWG диаметра проводников и процентное содержание меди в проводниках кабеля. Удельное сопротивление медных проводников в импортных кабелях с маркировкой AWG приведено в таблице 2.

Таблица 2

Маркировка AWG
Диаметр проводника витой пары, мм	0,32	0,4	0,51	0,64	0,81
Удельное сопротивление медного проводника (ориентировочно), Ом/км

К сожалению, способ передачи по витой паре имеет не только достоинства, но и ограничения. К ним относятся значительное затухание, частотные искажения, фазовые искажения спектральных составляющих передаваемого сигнала.

Например, при передаче на расстояние 2 км сигнала с полосой частот 4 МГц он ослабляется на 80-120 дБ в зависимости от используемой марки витой пары. Компенсация таких потерь приводит к значительному усложнению и удорожанию как передатчиков, так и приемников систем передачи данных.

Дата добавления: 2014-01-11