Upredeni par: propusnost, karakteristike, namjena

Niska cijena upredenih parova proširila je mogućnost njihove upotrebe u distributivnim sistemima kratkog dometa ili in-line aplikacijama, uključujući lokalnu petlju, žičani i mrežni terminal. Tokom godina, širina pojasa upletenog para za potrebe Interneta dramatično se povećala. Od početnog standarda od 10 Mbit/s, napredak je ubrzao mrežu na 100 Mbit/s i dalje na 1 Gbit / s. U skorije vreme, 10 Gigabit Ethernet je obezbedio brzinu, potrebno za nova instalacija. U velikoj mjeri, ova ažuriranja su uzrokovana povećanjem brzine procesora, što je omogućilo mrežama da izbjegnu uska grla u komunikaciji.

Standardizacija Internet kablova

Upredeni par se sastoji od dve bakarne žice debljine oko 1 mm. Pojedinačno su zapečaćeni plastičnom izolacijom i uvijeni u spiralni oblik. Polietilen, polivinil hlorid, polimerna smola i Teflon su supstance koje se koriste u zaštitne svrhe.

Svrha uvijanja je smanjenje električnih smetnji u okruženje. Performanse ili propusnost upredenog para poboljšavaju se sa povećanjem broja uvijanja po dužini. Ako su dvije žice smještene paralelno, a u njima se stvaraju elektromagnetne smetnje, na primjer, iz obližnjeg elektromotora, tada se javljaju u žici koja se nalazi bliže izvoru buke, što dovodi do višeg nivoa napona u jednoj nego u drugoj.

Standardizacija takvih kablova vrši se prema međunarodnim zahtjevima ISO / IEC JTC1 / SC25 / WG3, kao i organizacije poput TIA / EIA - Udruženja telekomunikacijske industrije u SAD-u.

Glavne kategorije kablova:

• 3 (10baset);
• 4 (10BaseT 16.0 Mbit / e);
• 5 (10baset, Token-prsten 16.0 Mbps i TPD 100.0 Mbit / e);
• 5e (type R has evolved to a bandwidth of 100.0 MHz);
• 6 (za 200 MHz bandwidth);
• 7 (propusni opseg upredenog para 600 MHz).

Upoređuju se u skladu sa preslušavanjem, odnosno gubitkom dijela energije signala zbog blizine drugog kola i njegovog slabljenja.

Efekat buke na upredene žice

Buka dovodi do neravnomjernog opterećenja i oštećenja signala, tada će postojati razlike na strani prijemnika. Ako su dve žice uvrnute, kumulativni efekat smetnji na obe žice je isti, tako da je svaka žica pola vremena bliža izvoru buke, a dalje u drugoj polovini je suprotno u sledećem skretanju, tako da neće biti razlike na strani prijemnika, jer se neželjeni signali gase.

Važan uslov za povećanje propusnosti upredenog para je njegova kalibracija. Senzor je mjera debljine provodnika. Što je žica deblja, to je signal jači na datoj udaljenosti i bolje su karakteristike medija. Efektivni propusni opseg upredenog para zavisi od nekoliko faktora, uključujući veličinu provodnika, dužinu kola i rastojanje između pojačala (repetitora).

Upredeni par se može koristiti za prenos analognog ili digitalnog signala, a frekvencijski opseg je od 100 Hz do 5 MHz. Najčešća aplikacija je IS za telefonski sistem. Upredeni par je ograničen udaljenošću. Kako se povećava između elemenata mreže, slabljenje se povećava, a propusni opseg upredenog para na datoj frekvenciji opada.

Vrste Wan žica

Postoje dvije vrste upredenih parova — neoklopljeni (UTP) i zaštićeni (STP). UTP je napravljen od bakarnih žica označenih bojama, ali ne sadrži pletenicu kao izolator za zaštitu od smetnji. Žičani parovi u svakom kablu imaju različit broj uvijanja po metru. Postoje različite kategorije UTP-a.

STP je napravljen od parova bakarnih žica koje su upletene zajedno. Parovi su prekriveni folijom ili pletenom mrežom, kao i PVC vanjskom školjkom. Ova folija ili mreža sprečava ulazak elektromagnetnih smetnji i eliminiše preslušavanje.

Ekran mora biti uzemljen tako da folija ili tkana mreža ne postanu magnet za struju. Uvrtanje žica smanjuje uticaj buke ili spoljnih smetnji. Broj okretanja po jedinici dužine odredit će kvalitetu kabla, a više okretanja znači bolji kvalitet.

STP je manje osetljiv na buku u poređenju sa UTP-om i stoga smanjuje preslušavanje. Nedostaci STP-a-mora biti pravilno uzemljen i skuplji je od UTP-a.

Prednosti upletenog para:

1. Koristi se za prijenos oba analogna. i digitalni podaci.
2. Relativno jednostavan za implementaciju .
3. Najjeftiniji način prijenosa na kratke udaljenosti.
4. Ako je dio kabla oštećen, to ne utiče na cijelu mrežu.

Nedostaci upletenog para:

1. Nudi slab imunitet na buku, što rezultira većim izobličenjem signala.
2. Slabljenje je veoma visoko.
3. Podržava manji propusni opseg u poređenju sa drugim okruženjima.
4. Daje brzinu od 10 Mbit/s do 100 m.
5. Pruža veoma lošu sigurnost i relativno je jednostavan za korištenje.
6. Budući da su tanke po veličini, lako se mogu oštetiti.

Opšta svojstva kablova

Efekat se manifestuje u zavisnosti od debljine provodnika. Što je žica deblja, to je otpor manji, to je signal jači na datoj udaljenosti i bolje su karakteristike medija. Deblje žice pružaju prednost veće vlačne čvrstoće. Brojevi kalibracije su regresivni. Drugim riječima, što je veći broj, to je manji provodnik.

Konfiguracija jednog para - više parova se kombinuje na način da se minimiziraju troškovi implementacije povezani sa povezivanjem više uređaja, na primer, PBX ili KTS elektronske telefonske centrale, terminali za prenos podataka i modem na jednu radnu stanicu.

Propusni opseg — efektivni kapacitet kabla upredenog para zavisi od nekoliko faktora, uključujući veličinu provodnika, dužinu kola i rastojanje između pojačala (repetitora). Aplikacija sa velikom propusnošću (frekvencijom) može ometati druge signale u parovima u neposrednoj blizini.

Sigurnosni upleteni par je sam po sebi nesiguran medij za prijenos. Relativno je jednostavno postaviti fizičke slavine na UTP. Osim toga, energija zračenja se lako presreće pomoću antena ili induktivnih namotaja, bez potrebe za postavljanjem fizičke slavine.

Brzina prenosa podataka

Dok standardi kablovske mreže određuju propusni opseg instaliranog sistema, stvarna brzina kojom se podaci mogu prenositi zavisi od dizajna elektronskog priključena oprema. Propusni opseg sistema je naveden u megahercima (MHz), a brzina prenosa podataka je navedena u bitovima u sekundi: Mbit/s ili Gbit/s.

Iako kategorija veze upredenog para određuje maksimalnu propusnost, maksimalna brzina prenosa podataka koju prenosi kabl određuje elektronska oprema kablovskog sistema. Standardizovane brzine prenosa podataka imaju tendenciju povećanja sa mnoštvom od deset.

Brzina Cat5e kablova podržava visoke mrežne performanse. Napredni kablovi kategorije 5 mogu da obezbede Gigabit Ethernet brzine do 1000 Mbps. Uređaji povezani kablom, uključujući prekidače i rutere, takođe moraju održavati željenu brzinu.

Cat5e obezbeđuje propusni opseg od 100 MHz, iako su dostupne varijante sa mogućnostima do 350 MHz. Kabl obezbeđuje manje preslušavanja i smetnji u poređenju sa originalnim Cat5. Zbog brzine i dostupnosti Cat5e, obično se koristi u žičanom LAN-u, koji ima visoke zahtjeve za performanse i košta 20 posto manje od Cat6.

Neoklopljena UTP šema

UTP kolo UTP označava neoklopljeni kabl. To je bakarni kabl od 100 ohma, koji se sastoji od 2-1800 neoklopljenih upredenih parova okruženih vanjskom školjkom. Nemaju metalni štit. Ovo čini kabl malog prečnika, ali nije zaštićen od električnih smetnji. Twist pomaže u poboljšanju njegove otpornosti na električne smetnje i elektromagnetne smetnje.

Za horizontalne kablove, broj parova je obično 4 para. Za magistralne kablove, broj parova će obično biti povećan za 25, budući da su UTP kablovi sa više parova sastavljeni u spojnu grupu od 25 parova. Bakarni provodnik horizontalnih i glavnih UTP kablova ima 22 AWG ili 24 AWG. 24 AWG je najčešća veličina, ali kablovi viših performansi kao što je UTP kategorije 6 koriste 23 AWG bakarne žice.

Kabl sa čvrstim provodnikom

Kao što ime govori, UTP kablovi sa čvrstom žicom imaju jedan provodnik čvrste bakarne žice. Osim što su fizički jači i lakši za rad, imaju odlične električne karakteristike upredenih parova koje ostaju stabilne u širem frekvencijskom rasponu.

Čvrsti kablovi imaju niži DC otpor i manju osetljivost na visokofrekventne uticaje zbog svojih prečnika. Ova svojstva omogućavaju upotrebu jednojezgrenih kablova koji omogućavaju duži prenos i veće brzine prenosa podataka od njihovih višejezgrenih kablova. UTP kablovi koji se koriste za horizontalne i prtljažne aplikacije.

Slika upletenog UTP kabla

UTP kabl sa upletenim provodnikom slika-kablovi sa nasukanom žicom obično se koriste kao priključni kablovi u radnim područjima ili u telekomunikacionim prostorijama. Unutar upredenih parova nasukanog kabla, svaki pojedinačni provodnik sastoji se od snopa žica kraće dužine. Oni su raspoređeni tako da nekoliko žica okružuje jednu žicu u sredini grede, sa propusnošću upredenog para od 8 žica iznad para od 4.

Vanjske žice su namotane u spiralu oko središnje žice procesom koji se zove uvijanje. Upletene žice zajedno čine jedan provodnik ukupnog prečnika približno jednakog prečniku provodnika u čvrstom kablu, ali sa mnogo manjom provodnom površinom (na osnovu manjih prečnika provodnika provodne žice). Jezgro provodničkih žica služi za njihovu zaštitu i pruža fleksibilnost višejezgrenih kablova.

UTP kablovi se uglavnom koriste za LAN. Mogu se koristiti za prenos glasa, podatke male brzine i velike brzine, audio i pejdžing sisteme, kao i za automatizaciju i sisteme upravljanja zgradama. UTP kabl se može koristiti i horizontalno sa upredenim parom od 8 jezgara, i u podsistemima prtljažnika.

Horizontalni UTP kablovi imaju modularni konektor sa 8 pozicija u radnom području. RJ45 konektor je 8-žični kompaktni modularni konektor koji se koristi za povezivanje UTP kabla za prenos podataka. RJ45 utičnice su dizajnirane da podržavaju određene karakteristike kategorije 5, 5e, 6 ili 6A, te stoga moraju odgovarati kategoriji kabla na koji su spojene.

USB produžni kabl preko upredenog para

Ponekad se dešavaju situacije kada je potrebno rastegnuti USB kabl na udaljenosti većoj od 5, 15, 30 metara ili čak više. To se može učiniti samostalno, danas postoji nekoliko rješenja za izbor. Sve zavisi od ograničenja maksimalne dužine kabla, kao i od njegovog kvaliteta.

Prvo morate otići na opcije USB proširenja da biste shvatili glavna ograničenja dužine takvog kabla. Maksimalna dužina kabla između USB 2.0 uređaja.je 5 metara, a za USB 3.x je 3 metra. Kada se koriste aktivni USB kablovi ili repetitori, ograničenje dužine zavisi od toga da li se koristi običan USB kabl sa aktivnim ili ne. Za njih, dužina aktivnog kabla za USB.2.0 je 30 metara, a za USB 3.x-18 metara. Ako se koristi konvencionalni kabl, tada maksimalna dužina za produžni kabl preko upredenog para USB 2.0 je približno 20 metara i preporučuje se za USB 3.x-10 metara.

Na primer, potrebno je da povežete USB mikrofon ili web kameru sa stola za konferencijsku salu na zidne televizore koji su udaljeni 25 metara. Za uspostavljanje takve veze koristi se jedan Hall istraživački uređaj.

Poređenje Ethernet žica

Cat5e i Cat6 su dva različita Ethernet kabla klasifikovana u standardne kategorije. "Mačka" se odnosi na "kategoriju kablova", a termini" 5e " i " 6 " odnose se na različite standarde.

Cat5e kabl je poboljšana verzija Cat5 sa povećanom propusnošću upredenog para 5e. Nasleđujući dizajn i propusni opseg 100 MHz svog prethodnika, Cat5e poboljšava performanse uvođenjem optimizovane brzine prenosa podataka i specifikacija za zaštitu preslušavanja. Prenosi podatke 10 puta brže od Cat5 kabla, do 1000 Mbps. Podržava Gigabit Ethernet i često se koristi u kućnoj mreži s različitim dužinama i izvornim ožičenjem.

Cat5e i Cat6 kabl dijele zajedničke RJ45 kablovske konektore i funkcija dizajna od bakarnih žica sa upredenim parom. To su potpuno različiti standardi Ethernet kablova. Cat5e RJ45 kabl ima niži nivo performansi prenosa, a Cat6 (cable) RJ45 je optimizovan sa propusnim opsegom od 250 MHz, većom brzinom prenosa podataka i otpornijim na preslušavanje i buku. Sljedeći odlomak bit će posvećen ilustriranju njihovih funkcionalnih razlika.

I Cat5e i Cat6 sastoje se od 4 bakrene žice sa upredenim parom sa uzdužnim separatorom za njihovu izolaciju. Ovaj dizajn može smanjiti elektromagnetni interfejs između različitih žica. U poređenju sa Cat5e, pružajući jednak krajnji preslušavanje (FEXT), gubitak povratka i gubitak umetanja, Cat6 ima niže preslušavanje blizu kraja (sljedeće). Jednostavno rečeno, Cat6 kabl ima visok SNR (faktor signalne buke), koji obezbeđuje manje buke, manje grešaka i veću brzinu i maksimalnu propusnost upredenog para prilikom prenosa signala.

Ispitivanje upredenog para

U savremenim telekomunikacionim instalacijama, kabl sa velikim brojem upredenih parova postaje sve češći u dizajnu glavnog unakrsnog i srednjeg unakrsnog prekidača. Kao rezultat toga, 100-par, 300-PAR i viši parovi su uobičajeni za glavne i pomoćne kanale. Ovaj veliki broj kablova obično sadrži vezive označene bojama koje identifikuju pojedinačne snopove od 25 parova.

Ponekad se ovi registratori mogu pogrešno preusmjeriti na odgovarajuće pozicije na bloku. Osim toga, vezivi se mogu greškom izrezati ako je kabl pogrešno pokvaren, pa će ih morati testirati.

Algoritam operacije:

1. Prije provjere propusne širine upredenog para, jedan kraj kabla se odspoji i odsiječe, a kroz svaki kabl od 25 para prolazi se tonski signal pomoću generatora tonova i jednoparačne unakrsne žice.
2. Izrežite prvi par prvog kompleta od 25 parova tupom stranom udarne oštrice. Ovo će spriječiti sječenje poprečne žice. Zatim prelaze na drugi par drugog seta, treći par trećeg seta i nastavljaju na isti način dok se ne pređu svi setovi od 25 parova.
3. Oni idu na suprotni kraj kabla pomoću induktivnog pojačala i pronalaze ton signal. Ako su sve grede pravilno prođene kroz blok polje, ton bi se trebao kretati duž ovog polja redoslijedom kojim je probna poprečna linija izrezana.
4. Do 600 kablova sa upredenim parom može se istovremeno testirati na jedinici od 110 žica bez upotrebe istog pakovanja od 25 parova dva puta.

Evolucija Etherneta

Od svog razvoja ranih 1970-ih, Ethernet se neprestano razvija kako bi zadovoljio rastuće potrebe lokalnih računarskih mreža. U početku je koristio zajednički koaksijalni kabl kao komunikacioni medij, ali je prešao na neoklopljene veze od tačke do tačke, što je povećalo propusni opseg, a takođe je prešao sa lokalnih mreža (LAN)na mreže širokog područja (WAN).

Standardizacija IEEE tehnologije 1982. godine, zajedno sa pojavom World Wide Weba, dodatno je ubrzala rast i kasniju dominaciju Etherneta u topografiji mreže. Nosači bakra koji se koriste za Ethernet prenos takođe su se proširili na optički i bežični transport kako bi zadovoljili potrebe za propusnim opsegom i širenje na ovim rastućim tržištima.

Tokom evolucije do 1 Gbit Etherneta, 8P8C osmosmjerni konektor bio je okosnica Ethernet povezivanja. Ovaj izvanredan bakarni konektor je direktni potomak modularnih konektora koje su razvili Bell Laboratories 1972.godine za upotrebu u telefonskim aplikacijama. U mrežnim aplikacijama, obično se naziva Ethernet ili RJ45 konektor.

Ovi jeftini konektori povezani su na žice jednostavnim postupkom pomaka izolacije u jednom koraku koji zahtijeva jedan alat kako bi se osiguralo da kvaliteta veze ne ovisi o vještini operatera. Pozlaćeni ravni kontakt između noža i opruge dokazao je svoju visoku pouzdanost u raznolikost teških uslova.

Sljedeći korak ka višim Ethernet performansama je 40 Gbit Ethernet, opisan u IEEE 802 standardu.3ba, ratifikovan 2010. Aplikacije najvišeg nivoa često zahtevaju mogućnost kombinovanja više Ethernet kanala od 1 GB ili 10 GB, što čini 40 Gb Ethernet atraktivnom opcijom.

Noviji interfejs u trci za podršku 100gb Etherneta je CXP konektor. Pruža do 12 kanala od 10 Gbit / s u pakovanju koje malo premašuje QSFP +. Iako je CXP prvobitno razvijen za Infiniband, podržava 10 x 10 Gbit/s kanala za 100 Gbit Ethernet.

Tehničke prednosti nižih brzina po traci mogu se uravnotežiti preopterećenjem zauzete površine štampane ploče, što je posljedica većeg broja diferencijalnih parova. Ovaj bakarni konektor će takođe biti ograničen na relativno kratkoročne aplikacije, iako su dostupni aktivni CXP optički kablovi.

S obzirom na desetostruki skok u brzini prethodnih Ethernet iteracija, sljedeći logički cilj je 1TbEthernet, iako neki sugeriraju "skromniji" skok na 400 Gbit / s. Xilinx je već opisao 28nm FPGA koji može podržati Ethernet od 400 Gbps. Nema sumnje da će Ethernet u mnogim oblicima nastaviti da predstavlja značajne tehničke izazove, kao i mogućnosti za proširenje konektora dugi niz godina.