Кабели витой пары

Электрический сигнал может быть передан получателю по каналу связи в виде проводной или кабельной линии. В процессе распространения несущего колебания в канале связи передаваемый сигнал может искажаться, поражаться шумами и помехами природного и индустриального характера. Минимизация влияния искажений и шумов достигается за счет выбора способа модуляции, частоты и мощности несущего колебания и других факторов. Достоинство аналогового способа представления и передачи сообщения заключается в том, что аналоговый сигнал в принципе может быть абсолютно точной копией сообщения. Недостатки аналогового способа являются, как часто бывает, продолжением его достоинств. Аналоговый сигнал может иметь любую форму, поэтому, если, например, при записи к сигналу добавился шум, то выделить оригинальный, или записываемый, сигнал на фоне шума очень трудно и часто невозможно. Аналоговому способу присущ эф-фект накопления искажений и шумов, который может ставить предел рас-ширению функциональных возможностей аналоговых систем. Аналоговая техника связи прошла длинный путь усовершенствований и достигла высокого уровня. Однако дальнейшее расширение функциональных возможностей и повышение качественных показателей аналоговой аппаратуры связано с затратами, которые могут сделать новое оборудование недоступным для массовой потребительской аудитории. Сейчас аналоговая техника уступает место цифровым системам. С точки зрения схемо техники цифровая аппаратура сложнее аналоговой, однако, ее функциональные возможности гораздо шире, а некоторые из них принципиально недостижимы при аналоговой обработке сигнала. Для передачи непрерывных сообщений с помощью цифровой системы связи аналоговые сигналы, отображающие непрерывные сообщения, должны быть подвергнуты дискретизации и квантованию. Оцифровка сигнала всегда связана с появлением шумов и возникновением искажений (частотных, нелинейных, а также некоторых специфических искажений). Однако аналого-цифровое преобразование выполняется в цифровой системе связи только один раз. Сигнал в цифровой форме может затем претерпевать любое количество обработок и преобразований, и при этом уже не вносятся дополнительные искажения и шумы. Исторически сложилось так, что первые линии для передачи сигнала, начиная от примитивного проволочного телеграфа и заканчивая современными коаксиальными линиями, были не симметричными.Передачу сигналов по коаксиальному кабелю называют несимметричной передачей, так как коаксиальный кабель замыкает контур между источником и приемником, где центральная жила кабеля является сигнальным проводом, а экран – заземляющим. Несмотря на хорошее экранирование, коаксиальный кабель подвержен воздействию помех, поэтому передача с его помощью композитного сигнала и компонентного видеосигналов на значительные расстояния невозможна. Кроме того, коаксиальный кабель требуетсогласования выходного импеданса источника и входного импеданса при-емника со своим характеристическим импедансом, особое внимание при-ходится уделять раскладке кабеля и заделке разъемов.Поскольку жизнь и работа современного человека буквально насыщены ра-диоэлектронной аппаратурой, ясно, что проблема электромагнитной сов-местимости, защиты линий передачи сигналов от шумов и помех будет толь-ко усложняться.Дальнейшее усовершенствование экранирования кабелей дает незначи-тельный эффект при одновременном существенном росте их стоимости,поэтому потребовалось принципиально новое техническое решение. И онобыло найдено за счет разработки схем балансной передачи сигнала илисимметрирования.При балансной передаче сигнала все электромагнитные помехи и шумыодинаково воздействуют на оба сигнальных провода линии. Когда сигналдостигает приемного конца линии, он попадает на вход дифференциальногоусилителя с хорошо сбалансированным фактором коэффициента ослабле-ния синфазного сигнала (КОСС).Если два провода имеют схожие характеристики и достаточно закрутокна метр (чем больше, тем лучше), на них будут одинаково воздействоватьшумы, падение напряжения и наводки. Усилитель с хорошим КОСС на при-емном конце линии устранит большую часть нежелательных шумов.Витая пара обычно дешевле коаксиального кабеля, ее легче раскладывать,а разделка разъемов не представляет никаких проблем.Балансная передача сигналаИдея балансной передачи сигнала состоит в том, что для нее используется три,а не два провода (как в несимметричных линиях) (рис. 1). Входной сигнал передподачей в линию инвертируется таким образом, что сигнал Uг2 отличается пофазе от сигнала Uг1 на 180 градусов. Понятно, что шумы и помехи, наводимые вобоих сигнальных проводах линии, будут иметь одинаковую амплитуду и фазу.
На выходе линии устанавливается дифференциальный усилитель, которыйустроен таким образом, что усиливает сигналы, пришедшие на его входы впротивофазе и подавляет синфазные сигналы.Рис. 1. Балансная передача сигналаИз рисунка видно, что последовательно с проводниками сигнальных линийоказываются включенными два синфазных напряжения шумов Uш1 и Uш2 ,которые вызывают появление токов шумов IШ1 и IШ2 . Источники UГ1 и UГ2 сов-местно создают сигнальный ток Iг. При этом суммарное напряжение нанагрузке составитПервые два члена в правой части уравнения представляют собой напря-жения шумов, а третий член – напряжение полезного сигнала. Если IШ1 ра-вен IШ2 и RH1 равно RН2 , то напряжение шумов на нагрузке равно нулю:т. е. шумы и/или помехи компенсируют друг друга.Степень симметрии схемы, или коэффициент ослабления синфазного сиг-нала (КОСС), определяется как отношение синфазного напряжения шу-мов к вызванному им дифференциальному напряжению шумов и выража-ется обычно в децибелах (дБ).Чем лучше симметрия схемы, тем большее подавление шумов можно полу-чить. Если было бы возможно достичь совершенной симметрии, шумы вооб-ще не могли бы проникать в систему. От хорошо спроектированной системыможно ожидать симметрию 60 – 80 дБ. Можно получить и лучшую симмет-рию, однако для этого обычно требуются специальные кабели, и может по-надобиться индивидуальная подстройка схемы.
В качестве проводников в симметричных схемах обычно применяют не-экранированные или экранированные витые пары, так как они сим-метричны. Обычно, чем выше частота, тем труднее получить точную сим-метрию, поскольку на высокой частоте большое влияние на работу схемыоказывает паразитная емкость.СоветПрименяйте симметрирование в сочетании с экранированием там, гдеуровень шумов должен быть ниже уровня, достижимого при использо-вании только экранирования, или даже вместо экранирования.Как и любое техническое решение, симметрирование линий передачи сиг-нала имеет свои недостатки.• Симметричная линия передачи сложнее и дороже несимметричной, таккак для нее необходимы передатчик и приемник балансного сигнала;• Если уровень помех слишком велик, приемник балансного сигнала можетвойти в режим насыщения и передача сигнала прекратится;• Из-за затухания сигнала в кабеле приходится ставить промежуточныеусилители, которые вносят дополнительные накапливающиеся искаже-ния;• При использовании промежуточных усилителей, возможно, потребуетсякоррекция сигнала.Кабели для передачи балансныхсигналов«Витая пара» (twisted pair) – это кабель на медной основе, объединяю-щий в оболочке одну или более пар проводников. Кабель отличается отпровода наличием внешнего изоляционного чулка (Jacket). Этот чулок глав-ным образом защищает провода (элементы кабеля) от механических воз-действий и влаги.Каждая пара представляет собой два перевитых вокруг друг друга изолиро-ванных медных провода. Кабели витой пары сильно отличаются по качес-тву и возможностям передачи информации. Соответствия характеристиккабелей определенному классуили категории определяют обще-признанные стандарты (ISO 11801и TIA-568). Сами характеристи-ки напрямую зависят от структу-ры кабеля и применяемых в немматериалов, которые и определя-ют физические процессы, прохо-дящие в кабеле при передачи сиг-нала.Рис. 2. Внешний вид кабеля неэк-ранированной витой пары
Рис. 3. Конструкция кабелянеэкранированной витой пары1 – Токопроводящая жила.2 – Изоляция из полиэтилена.3 – Оболочка ПВХ-пластикат.4 – Пластиковый сепарирующий элементили кордель (для категории 6)Конструкцию кабеля витой пары понятна из рисунка.Калибр определяет сечение проводников. Кабели и провода маркируютсяв соответствии со стандартом AWG (American Wire Gauge – американскиекалибры проводов). В основном применяются проводники 26 AWG (сечение0.13 мм2), 24 AWG (0.2 – 0.28 мм2) и 22 AWG (0.33 – 0.44 мм2). Однако калибрпроводника не дает информации о толщине провода в изоляции, что весьмасущественно при заделке концов кабеля в модульные вилки.Толщина изоляции – около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (ан-глийское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категориииспользуется полипропилен (PP) или полиэтилен (PE). Наиболее качествен-ные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, кото-рые обеспечивают низкие диэлектрические потери, или из тефлона, кото-рый обеспечивает работу кабеля в широком диапазоне температур.Разрывная нить (обычно из капрона) используется для облегчения разде-лки внешней оболочки: при вытягивании она делает на оболочке продоль-ный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гаранти-рованно не повреждая изоляцию проводников.Внешняя оболочка имеет толщину 0,5-0,6 мм, и обычно изготавливаетсяиз поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает ее хрупкость.Это необходимо для получения точного облома по месту надреза лезвиемотрезного инструмента. Кроме этого, начинают применяться так называе-мые «молодые полимеры», которые не поддерживают горения, и не выде-ляют при нагреве ядовитых газов-галогенов. Их широкому внедрению покамешает только более высокая (на 20-30%) цена.Самый распространенный цвет оболочки – серый. Оранжевая окраска, какправило, указывает на негорючий материал оболочки.Кроме данных о производителе и типе кабеля, его маркировка обязательновключает в себя метровые или футовые метки.Конструкция кабельного сердечника достаточно разнообразна. В недо-рогих кабелях пары уложены в оболочке «как попало». Более качественныеварианты предусматривают парную (по две пары между собой) или четве-рочную скрутку (все четыре пары вместе). Последний вариант позволяет уменьшить толщину сердечника и достигнуть лучших электрических харак-теристик.Категория (Category) витой пары определяет частотный диапазон, в ко-тором ее применение эффективно. В настоящее время действуют стан-дартные определения 5 категорий кабеля (Cat 1 – Cat 5), однако уже вы-пускаются кабели категорий 6 и 7.Для идентификации пар внутри кабеля используют цветовую маркиров-ку. Так первые четыре пары имеют соответственно базовые цвета: Си-ний, Оранжевый, Белый и Коричневый. Чаще всего основной провод впаре целиком окрашивается в базовый цвет, а дополнительный проводимеет белую изоляционную оболочку с добавлением полосок базово-го цвета.Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair, STP) хорошо защища-ет передаваемые сигналы от внешних излучений, а также снижает поте-ри мощности в кабеле в виде излучения. Экранированная витая пара име-ет множество разновидностей.СоветНаличие экрана требует при проведении монтажных работ выполне-ния качественного заземления, что усложняет и удорожает кабельныесистемы на STP, но при корректном заземлении экрана обеспечиваетлучшую электромагнитную совместимость кабельной системы с ос-тальными источниками и приемниками помехОднако некорректное заземление экрана может приводить и к обратно-му результату. Кроме того, наличие экрана, который требуется заземлятьс обоих концов кабеля, может вызвать проблему обеспечения равенства«земляного» потенциала в пространственно разнесенных точках.Кабель на неэкранированной витой паре (Unshielded Twisted Pair, UTP)в настоящее время являются основной средой передачи данных для не-оптических технологий. Кабель сочетает хорошие электрические и ме-ханические характеристики с удобством монтажа и сравнительно невы-сокой стоимостью.Классификация кабелей на витой паре приведена в таблице 1.Таблица 1Полоса частот, МГц Категория Классдо 0.1 1 Aдо 1 2 Bдо 16 3 Cдо 20 4 -до 100 5 Dдо 200 6* E*до 600 7* F** Не стандартизованы.
Кабели категории 1 применяют там, где требования к скорости передачиминимальны. Обычно это кабели для передачи сигналов звукового диапазо-на и низкоскоростной (десятки Кбит/c) передачи данных. До 1983 года UTPcat.1 был основным кабелем для телефонной разводки в США.Кабели категории 2 были разработаны фирмой IBM для применения всобственных кабельных сетях. Главное их отличие от UTP cat.1 – это поло-са пропускания 1МГц.Кабели категории 3 были стандартизованы в 1991 году. При полосе про-пускания 16 МГц этот кабель использовался для построения высокоскорос-тных по тому времени сетей и в настоящее время кабельные системы мно-гих зданий построены на UTP cat.3, который используется как для передачиданных, так и для передачи сигналов звукового диапазона.Кабели категории 4 представляют собой улучшенный вариант UTP cat.3 –у них полоса пропускания расширена до 20 МГц, улучшена помехоустой-чивость и снижены потери. На практике эти кабели применяются редко; восновном там, где необходимо увеличить длину линии с обычных 100 м до120-140м.Кабели категории 5 специально разработаны для поддержки высокоско-ростных компьютерных технологий, таких как FastEthernet и GigabitEthernet.Полоса пропускания кабеля 5 категории – 100МГц. Кабель категории 5 в на-стоящее время заменил UTP cat.3 и является основой всех новых кабель-ных систем.Особое место занимают кабели категорий 6 и 7 , которые выпускаются срав-нительно недавно и имеют полосу пропускания 200 и 600 МГц соответствен-но. Кабели категории 7 обязательно экранируются; UTP cat.6 могут быть какэкранированными, так и нет. Они используются в высокоскоростных сетях наотрезках большей длины, чем UTP cat.5. Эти кабели значительно дороже 5-ойкатегории и по стоимости приближаются к волоконно-оптическим кабелям.Кроме того, они пока не стандартизированы и их характеристики определя-ются только фирменными стандартами, из-за чего возникают проблемы притестировании кабельной системы (спецификация по тестированию TSB‑67стандарта EIA/TIA-568A не включает кабели 6-ой и 7-ой категорий).Некоторыми фирмами уже выпускаются кабели витой пары категории8. Они предназначены для передачи данных на частоте до 1200 МГц (ши-рокополосные системы кабельного телевидения и современные прило-жения типа SOHO). Кабель состоит из 4 индивидуально экранированныхвитых пар, в общей оплетке, покрытой оболочкой из LSZH материала дляиспользования внутри помещения. Благодаря индивидуальному экрани-рованию пар алюминиевой фольгой, кабель обладает крайне высокимизначениями NEXT. Для кабелей этой категории характерны стабильныезначения волнового сопротивления и затухания, а также отсутствие ре-зонанса на частоте до 1200 МГц.Кабели 8 категории соответствуют жестким требованиям стандарта ISO11801 (2-ое издание) и превышают требования стандартов ISO/IEC 11801 дляклассов D, E, F и IEC 61156-5, IEC 61156-7 (CVD) для категорий 5е, 6 и 7.
STP с обозначением вида «Type xx» – «классическая» витая пара, разра-ботанная IBM для компьютерных сетей TokenRing. Каждая пара этого кабе-ля заключена в отдельный экран из фольги, обе пары заключены в общийплетеный проволочный экран, снаружи все покрыто изоляционным чулком,импеданс – 150 Ом. Распространенные кабели STP Type1 – одножильныйкалибра 22 AWG, STP Type 6 – многожильный 26 AWG и STP Type 9 – одно-жильный 26 AWG. Кабель Type 6A, используемый для коммутационных шну-ров, не имеет индивидуального экранирования пар.STP категории 5 – общее название для кабеля с импедансом 100 Ом, экранможет иметь различное исполнение.ScTP (Screened Twisted Pair) – кабель, в котором каждая пара заключена вотдельный экран.FTP (Foilled Twisted Pair) – кабель, в котором витые пары заключены в об-щий экран из фольги.PiMF (Pair in Metal Foil) – кабель, в котором каждая пара завернута в полоскуметаллической фольги, а все пары – в общем экранирующем чулке. По срав-нению с «классическим» STP этот кабель тоньше, мягче и дешевле (хотя прокабель PiMF на 600 МГц такого уже не скажешь).Кабели могут иметь различные номиналы импеданса. Стандарт EIA/TIA-568Aопределяет два значения – 100 и 150 Ом, стандарты ISO11801 и EN50173 до-бавляют еще и 120 Ом. Заметим, что кабель UTP практически всегда имеетимпеданс 100 Ом, а экранированный кабель STP первоначально существо-вал только с импедансом 150 Ом. В настоящее время существуют типы экра-нированного кабеля и с импедансом 100 и 120 Ом. Импеданс применяемогокабеля должен соответствовать импедансу соединяемого им оборудования,в противном случае помехи, возникающие от отраженного сигнала, могутпривести к неработоспособности соединений.Наибольшее распространение получили кабели с числом пар 2 и 4 калибра24 AWG. Из многопарных популярны 25-парные, а также сборки 6 штук из4-парных.Кабели чаще всего бывают круглыми – в них элементы собираются в пучок.Существуют и специальные плоские кабели для прокладки коммуникацийпод ковровыми покрытиями (Undercarpet Cable), среди которых есть и кабе-ли категорий 3 и 5.Проводники могут быть жесткими одножильными (Solid) или гибкими много-жильными (Stranded или Flex).СоветДля стационарных инсталляций применяйте кабель с одножильнымипроводами, который обычно обладает лучшими и более стабильнымихарактеристикамиДля подключения абонентского оборудования, и коммутации используютсягибкие кабели (шнуры, патч-корды).
Патч-корд (patch cord) – это отрезок многожильного 4-парного кабеля дли-ной 1-10 м с вилками RJ-45 на концах.Для обеспечения устойчивости к постоянным изгибам, проводник у них вы-полнен не из одной, а из семи более тонких медных проволок толщиной око-ло 0,2 мм каждая (многопроволочная конструкция). Той же цели служитболее толстая (до 0,25 мм) изоляция, и внешняя оболочка повышенной гиб-кости.Из-за большего, в сравнении с обычным, затухания использовать кабельдля шнуров оправдано только на небольшие расстояния, как правило, не бо-лее 5 метров с каждой стороны линии.Кабели соединяются между собой с помощью коннекторов. Коннектор обес-печивает механическую фиксацию и электрический контакт. Как и кабели,они классифицируются по категориям, определяющим диапазон рабочихчастот.Для витой пары широко применяют модульные разъемы (Modular Jack), ши-роко известные под названием RJ-45: розетки (Outlet, Jack) и вилки (Plug).Само сокращение RJ расшифровывается как Registered Jack.Рис. 4. Кабельный разъем RG-45Розетки категории 5 (на них должно быть соответствующее обозначение) от-личаются от розеток 3-й категории способом присоединения проводов: в ка-тегории 5 допустим только зажим провода ножевым разъемом (типа S110),в категории 3 применяют и зажим провода под винт. Кроме того, на пла-те розетки категории 5 имеются согласующие реактивные элементы с нор-мированными параметрами, выполненные печатным способом. Категорию модульных вилок на взгляд определить затруднительно. Вилки для одно-жильного и многожильного кабеля различаются формой игольчатых контак-тов. Для экранированной проводки розетки и вилки должны иметь экраны,сплошные или же только обеспечивающие соединение экранов кабелей.Для коммутации кабельных каналов и подключения сетевого оборудованияиспользуют патч-панели, (рис. 4) которые выпускаются многими фирмами, инастенные розетки (рис. 5).Рис. 5. Патч-панели Рис. 6. Настенные розеткиОсновные характеристики витой парыХарактеристики кабеля витой пары напрямую зависят от структуры кабеляи применяемых в нем материалов, которые и определяют физические про-цессы, проходящие в кабеле при передачe сигнала.Рис. 7. Пояснение сбалансированности витой парыСбалансированность пары является фактически определяющей характеристи-кой качества кабеля, поскольку влияет на большинство других его свойств. Делов том, что электромагнитное (Electro Magnetic – EM) поле наводит электрическийток в проводниках и образуется вокруг проводника при протекании по нему элек-трического тока. Взаимодействие между EM-полями и токонесущими проводника-ми может оказывать отрицательное воздействие на качество передачи сигнала.В обоих же проводниках сбалансированной пары электромагнитные помехи (em1и em2) наводят одинаковые по амплитуде сигналы, (S1 и S2) находящихся в проти-вофазе. За счет этого суммарное излучение «идеальной пары» стремится к нулю.Если в кабеле присутствует более одной пары, то для исключения взаимныхнаводок пар, которые могли бы нарушить электромагнитный баланс, парыскручивают с различным шагом.
Как всякий проводник, витая пара имеет сопротивление переменному элек-трическому току (характеристический импеданс). Для различных частотэто сопротивление может быть различным. Витая пара имеет импедансобычно 100 или 120 Ом. В частности для кабеля Cat. 5 в диапазоне частот до100 МГц импеданс должен составлять 100 Ом +15%.Для идеальной пары импеданс должен быть одинаковым по всей длине кабеля,поскольку в местах неоднородности возникает эффект отражения сигнала, чтов свою очередь может ухудшить качество передачи информации. Чаще всегооднородность импеданса нарушается при изменении в рамках одной пары шагаскрутки, перегиба кабеля при прокладке или иного механического дефекта.Рис. 8. График характеристического импедансаСкорость/задержка распространения сигнала NVP (Nominal Velocity ofPropagation) – скорость распространения сигнала. Часто применяется произ-водная от NVP и длины кабеля характеристика «delay» (задержка), выражаю-щаяся в наносекундах на 100 метров пары. Если в кабеле присутствует болееодной пары, то вводят понятие «delay skew» или разность задержки. Причинаее возникновения состоит в том, что пары не могут быть идеально одинаковы,что и порождает разные задержки распространения сигнала в разных парах.Важной характеристикой витой пары является погонное затухание (Attenuation),характеризующее величину потери мощности сигнала при передаче. Вычисля-ется как отношение мощности полученного на конце линии сигнала к мощностисигнала, поданного в линию. Поскольку величина затухания изменяется с рос-том частоты, она должна измеряться для всего диапазона используемых час-тот. Сама величина выражается в децибелах на единицу длины.Рис. 9. Затухание сигнала в витой паре 100 ом 1 Мгц 100 Мгц v1 v2
На представленном графике показаны потери мощности сигнала при пере-даче в зависимости от длины кабеля и от частоты сигнала.Другим важным параметром является NEXT (Near End Crosstalk), или пе-реходное затухание между парами в многопарном кабеле, измеренное наближнем конце – то есть со стороны передатчика сигнала, которое харак-теризует перекрестные наводки между парами. NEXT численно равен от-ношению подаваемого сигнала на одну пару к полученному наведенному вдругой паре и выражается в децибелах. NEXT имеет тем большее значение,чем лучше сбалансирована пара.Рис. 10. Измерение переходного затуханияКроме оценки взаимных наводок пар на ближнем конце кабеля, переходноезатухание измеряют и со стороны приемника сигнала. Данный тест получилназвание FEXT (Far End Crosstalk).ACR (Attenuation Crosstalk Ratio) Одной из самых важных характеристик, от-ражающих качество кабеля, является разность между погонным и переход-ным затуханиями, выражающаяся в децибелах. Чем меньше погонное за-тухание, тем большую амплитуду имеет полезный сигнал на конце линии.С другой стороны, чем больше переходное затухание, тем меньше взаим-ные наводки пар. Таким образом, разность этих двух величин отображаетреальную возможность выделения полезного сигнала принимающим уст-ройством на фоне помех. Для уверенного приема сигнала необходимо что-бы Attenuation Crosstalk Ratio был не меньше заданного значения, определя-емого стандартами для соответствующей категории кабеля. При равенствепогонного и переходного затухания выделить полезный сигнал становитсятеоретически невозможно.Return Loss (RL) При передачи сигнала, возникает так называемый эффектотражения сигнала в обратном направлении. Величина отражения сигналаReturn Loss или «обратное затухание» пропорциональна затуханию отражен-ного сигнала. Характеристика особенно важна при построении линий связи,использующих передачу сигналов по витой паре в обе стороны (полнодуплек-сная передача). Достаточно большой по амплитуде отраженный сигнал можетискажать передачу информации в обратном направлении. Return Loss выража-ется в виде отношения мощности прямого сигнала к мощности отраженного.Рис. 11. Пояснение эффекта обратного затухания
Порядок разделки кабеля витой пары1. Необходимо ровно отрезать кабель на расстоянии 5-10 сантиметров отего торца. Даже если старый срез хорошо выглядит, вполне возможно, чтопод оболочку проникла влага или грязь.2. Для установки разъема нужно ос-вободить от оболочки пример-но половину дюйма (1,25 см) про-водников. Большинство обжимныхинструментов имеют для этого спе-циальное приспособление – парулезвий и ограничитель. Вставьтеконец кабеля в инструмент до упо-ра и надрежьте изоляцию. Имен-но надрежьте, а не прорежьте, пос-кольку важно не повредить жилыкабеля. Оболочка легко сниметсяпо линии надреза.3. В принципе, нет никакой разницы,какая из пар кабеля будет подключе-на к каким контактам разъема. Глав-ное, что бы были подключены имен-но пары, а не проводники из разныхпар, однако существует общеприня-тый стандарт EIA/TIA-568В, и лучшеему следовать. Пары подключаютсяк контактам 1-2, 3-6, 4-5, 7-8 разъ-ема RG-45. Для сортировки про-водников неизбежно придется рас-плетать пары. Это нужно делать наминимальную длину (по стандартуне более чем на 1,25 см), как можноменьше нарушая структуру пар, гео-метрические размеры и шаг повиване задействованной в разъеме час-ти кабеля.4. После того, как проводники будутровно уложены, и выпрямлены, нуж-но выровнять край, подрезав их.5. Аккуратно вставьте проводники вразъем. Каждая жила должна вой-ти в свой паз внутри разъема RJ-45до упора, что можно проконтролиро-вать через прозрачный корпус разъ-ема. Если какой-либо проводник недошел до конца, нужно вытащить ка-бель целиком из разъема и начатьзаново.Рис. 12. Снятие оболочки кабеля.Рис. 14. Выравнивание проводников передвставкой в разъемРис. 13. Разъем RJ-45 и порядок обжимапроводников.КабельОграничительПроводникиНожи дляснятияоболочкиКабель«витая пара»(UTP)Нож дляобрезкипроводниковили кабеля
6. Затяните в корпус разъема за фик-сатор край оболочки кабеля такимобразом, чтобы после обжима обо-лочка удерживалась разъемом.7. Перед обжимом убедитесь, чтовсе жилы и оболочка кабеля рас-положены правильно. После этоговставьте разъем в гнездо на инс-трументе, и плавно, в одно дви-жение обожмите разъем. Острыекромки контактов прорежут изо-ляцию и обеспечат надежный кон-такт, а фиксатор будет утопленвнутрь корпуса, дополнительно за-крепляя кабель.8. Разъем готов. Перед использова-нием его желательно осмотреть,обращая особое внимание на со-стояние контактов. Все они долж-ны выступать из корпуса на равнуювысоту.9. Подобным образом обжимается идругой конец кабеля. Существуетдве разновидности кабелей: пря-мые (контакты 1-2 и 3-6 первогоразъема соединяются с контакта-ми 1-2 и 3-6 второго) и перекрес-тные (контакты 1-2 и 3-6 первогоразъема соединяются с контакта-ми 3-6 и 1-2 второго).Если по кабелю витой пары передает-ся видео или аудио сигнал, использу-ется прямой кабель, если же переда-ются сигналы управления – перекрестный.Физический смысл достаточно прост – передатчик одного устройства долженбыть соединен с приемником другого. Поэтому, для соединения одинаковых уст-ройств (например, двух компьютеров) нужно использовать перекрестный кабель.СоветДля дополнительной защиты кабеля и защелки разъема RJ-45 от ме-ханических повреждений используйте защитный колпачок на разъем.Простая и дешевая мера, которой, к сожалению часто пренебрегают.Рис. 18.Рис. 15. Обжим разъема RJ-45.Рис. 16. Обжатый разъем RJ-45 на кабеле.Рис. 17. Прямой и перекрестный кабельУкладка разъема в гнездо Вид после обжимаКабель «витая пара» (UTF)Разъем RJ-45 Разъем RJ-45Фиксатор Контакты
Удлинители интерфейсаВ современных инсталляциях кабели витой пары нередко используют дляпередачи сигналов VGA на значительные расстояния. Для того, чтобы сиг-нал «не потерялся» на фоне шумов и помех, используют удлинители интер-фейса (extender или line transmitter), современные модели которых обеспе-чивают передачу сигнала на требуемую дальность с малым уровнем помехпо витой паре. Такое эффективное и недорогое техническое решение нахо-дит применение во многих областях: в информационных системах на транс-порте, в учебных заведениях или больницах. Удлинитель сигналов VGA дейс-твует на аппаратном уровне, поэтому он свободен от каких-либо проблем ссовместимостью программного обеспечения, согласованием кодеков илипреобразованием форматов.До недавних пор по витой паре удавалось передавать без потери качества сигна-лы на сравнительно небольшие расстояния, однако в истекшем году ситуация ко-ренным образом изменилась после того, как на рынке появилась новая линейкаудлинителей для работы с витой парой. Благодаря новой элементной базе, а так-же новым аппаратным и схемным решениям удалось достичь настоящего проры-ва: теперь сигналы без потери качества можно передавать на расстояния, пре-вышающие 300 метров. Оборудование способно устойчиво работать с обычнойнеэкранированной витой парой категории 5, но гораздо лучшие результаты мож-но получить при использовании кабелей более высокого качества.В новую линейку оборудования входят передатчики XGA сигнала в витуюпару, усилители-распределители, коммутаторы, приемники сигналов из ви-той пары.Если рассматривать пассивную линию (т.е. линию без активного оконечногооборудования), то кабель типа RG-59 способен передать без видимых на эк-ране искажений композитное видео, телевизионный сигнал стандартов PALили NTSC только на 20-40 м (либо до 50-70 м по кабелю RG-11). Специализи-рованные кабели, например Belden 8281 или Belden 1694A, позволят увели-чить дальность передачи примерно на 50%.Для сигналов VGA, Super-VGA или XGA, полученных с графических платкомпьютеров, обычный кабель VGA обеспечивает передачу изображения сразрешением 640x480 на расстояние 5-7 м (а при разрешении 1024x768 ивыше такой кабель не может быть длиннее 3 м.). Высококачественные про-мышленные кабели VGA/XGA обеспечивают дальность до 10-15, редко до 30м. Кроме того, линия связи будет подвержена потерям на высоких часто-тах (High frequency loss), которые проявляются в снижении яркости до пол-ного исчезновения цвета, ухудшении разрешения и четкости. Для устране-ния этой проблемы в удлинителях VGA/XGA используется схема управленияпотерями на высоких частотах, именуемая EQ (Cable Equalization, коррек-ция кабеля) или управление высокочастотной составляющей – HF (HighFrequency) control. Схема EQ обеспечивает частотнозависимое усилениесигнала для «спрямления» амплитудно-частотной характеристики.Передающее устройство удлинителя обычно преобразует видеосигналы вдифференциальный симметричный формат, наиболее подходящий для витых пар. На принимающей стороне восстанавливается стандартный виде-оформат для воспроизведения полученного сигнала на мониторе.Рис. 19. Комплект оборудования для преобразования сигналов видео и звуковыхстереосигналов в сигналы для передачи по витой паре на удаленные расстоянияНа рис. 17 показан комплект оборудования для преобразования сигналоввидео и звуковых стереосигналов в сигналы для передачи по витой паре наудаленные расстояния. При применении этих устройств для передачи трехсигналов (1 видео и 2 аудио) достаточно одного кабеля витой пары. Пере-ключатель эквивалентной нагрузки позволяет подключать несколько такихприборов для работы с приемными устройствами. Линия витой пары можетиметь ответвления, но это не повлияет на качество изображения.Приемник и передатчик работают на одной частоте и имеют одинаковыечастотный диапазон. С данным устройством допускается использовать ка-бельные линии длиною несколько сотен метров. Вещательное качество сиг-нала обеспечивается при длине кабеля до 100 м.Ограничения по расстоянию передачи аналоговых и цифровых видео- и ау-диосигналов можно свести в таблицу.Тип сигнала Вид сигнала Полоса пропускания,МГц Расстояние, мКомпозитный аналоговый 6 300S-Video (2 пары) аналоговый 6 300КомпонентныйVGA/XGA (4 пары) аналоговый 380 до 100Аудио балансный аналоговый 0,02 до 200DVI-D цифровой 6 5IEEE 1394 цифровой 400 (800) 10Поскольку аудиосигналы имеют сравнительно небольшую ширину спектра,то для них проблемы высокочастотного затухания сигнала в линии не имеютсущественного значения, поэтому для них, в принципе, можно использоватьи старые дешевые кабели витой пары категории 3.Кабели для передачи цифрового сигнала с интерфейсами DVI и IEEE 1394,в принципе, по своей конструкции мало отличаются от кабелей витой пары,поэтому они также включены в таблицу 2. Однако передача цифровых сиг-налов по сравнению с аналоговыми имеет ряд существенных особенностей.Высокая помехоустойчивость достигается за счет применения особых тех-нологий кодирования сигнала, например, технологии T.M.D.S. в DVI.