Как соединить антенный кабель между собой скруткой: Страница не найдена — Цифровое телевидение

Содержание

Как соединить телевизионный кабель между собой с помощью удлинителя и других способов?

Обрыв либо нарушение целостности телевизионного кабеля часто является результатом неаккуратных действий при каких-либо перестановках или ремонте в доме. Вторая возможная причина – старение и износ кабеля. Восстановить или заменить кабель нетрудно. Иногда требуется удалить повреждённую часть кабеля, а потом наращивать его до необходимой длины. Рассмотрим подробней способы наращивания телевизионного кабеля.

Когда необходимо наращивание

Телевизионный кабель требуется нарастить в следующих случаях:

  • если он случайно повреждён на каком-то участке своей длины, а при удалении этого участка оставшейся длины стало не хватать;
  • при перестановке мебели телевизор занял другое место, в результате чего длина кабеля оказалась недостаточной;
  • перенос антенны в другое место также потребовало внешнего наращивания телевизионного провода.

В последнем случае, возможно, понадобится ещё и дополнительный антенный усилитель, чтобы компенсировать потери в кабеле гораздо большей длины.

Разновидности удлинителей антенны и правила соединения

Антенные удлинители выпускаются готовыми – кабель с уже имеющимися F-разъёмами и штекерами либо коннекторами типа «тюльпан».

Длина кабеля равна нескольким метрам. Использовать большую длину (более 10 м) нет смысла – в антенне нужен дополнительный широкополосный усилитель, рассчитанный на «дециметровый» диапазон.

Для комнатной антенны, где затухание сигнала обеспечивается стенами самого дома, здания, строения, достаточно и 5 м кабеля.

До 2020 года аналоговое телевидение, использовавшее и «метровый» диапазон частот, нуждалось в составном антенном усилителе, рассчитанном на полосу частот 49-860 МГц. С приходом цифрового ТВ диапазон, в котором работает телевидение полностью цифрового формата, диапазон «сжался» с 480 до 600 МГц. При этом в одной полосе частот на 8 МГц, рассчитанной на один аналоговый канал, вещает целый мультиплекс цифрового телевидения – от 8 до 10 телеканалов стандартной чёткости либо 1-3 HD-канала.

Развитие «цифры» позволяет смотреть телеканалы практически без эфирного шума, а при недостаточном уровне сигнала изображение попросту затормозится. Чтобы этого избежать, были придуманы

удлинители и антенные усилители.

Самые распространённые способы удлинить кабель – использовать F-коннекторы или сплиттеры. Первые позволяют нарастить кабель, почти не нарушая целостность структуры кабеля: оплётки, служащей экраном от внешних помех, и центрального проводника. Вторые же делают антенну коллективной, служа в качестве концентраторов (разветвителей). Сплиттеры могут содержать в себе дополнительный усилительный каскад – так называемый активный разветвитель, но чаще используются пассивные соединительные устройства.

Чтобы соединить разрыв кабеля F-разъёмом, сделайте следующее:

  1. Снимите защитную оболочку оплётки на 2,5 см.
  2. Расплетите оплётку (она состоит из тонких проволочек) и отведите её назад.
  3. Снимите защитную оболочку центрального проводника на расстоянии 1 см. Будьте аккуратны – жила не должна иметь насечек (зачастую это омеднённая сталь или алюминиевый сплав), которые могут привести к разрыву.
  4. Разберите разъём, открутив удерживающую гайку, наденьте гайку на кабель.
  5. Впрессуйте центральную жилу с проводником в разъёмно-штекерный переход с одной из сторон. Конец центрального проводника выйдет с обратной стороны переходника (нужно не более 5 мм).
  6. Закрутите гайку. Она прижмёт оплётку и не даст кабелю легко выдернуться из переходника.
  7. Аналогично зачистите и впрессуйте другой конец в месте разрыва кабеля.

Центральные проводники в переходнике соприкоснутся друг с другом, а оплётки соединятся посредством корпуса. Если кабель заменён целиком на более длинный – соединение с телевизором выполняется напрямик: вместо традиционного разъёма типа «тюльпан» в самом телеприёмнике уже есть встроенный F-разъём.

Чтобы соединить кабели от нескольких телевизоров через сплиттер, следует выполнить такие операции:

  • впрессовать концы кабелей в штекеры по вышеприведённой схеме;
  • подключить антенну (с усилителем) ко входу сплиттера, а телевизоры – к его выходам.

Разместите сплиттер в удобном месте. Проверьте, что телесигнал на всех телевизорах есть, для чего переключитесь на разные каналы (если их несколько) на каждом подсоединённом телевизоре. Если на антенне или в сплиттере есть телеусилитель, то нужно проверить, что он включён (питание на него поступает).

Другие способы удлинения кабеля

Правильно соединить телевизионный кабель – дело, вроде, нехитрое. Здесь главное – соединить по отдельности центральные жилы и оплётки, после чего электрический контакт будет обеспечен. Но любое соединение без разъёмов и сплиттеров – вмешательство в целостность оплётки. Даже небольшой зазор будет являться брешью для прохождения помех извне и потерь (переизлучения) сигнала с центрального проводника.

По законам физики и в силу способности электрического сигнала с частотой выше 148 кГц отражаться обратно в окружающее пространство без усиления и повторной передачи, кабели ВЧ должны быть надёжно экранированы. Дело в том, что

коаксиальный кабель – своеобразный волновод: полное отражение от оплётки обратно на центральный проводник не даёт ему существенно теряться. Единственным ограничивающим фактором здесь выступает волновое сопротивление, обеспечивающее затухание сигнала при значительной длине кабельной линии.

Скрутка без дополнительной экранировки кабеля считается самым ненадёжным соединением из самодельных.

Необходимо зачистить кабель, как и в случае соединения через F-разъёмы. Скрутив центральные проводники, изолируют их с помощью изоленты от оплётки. Затем соединяют сами оплётки в сращиваемом месте, также защитив их затем слоем изоленты.

Паяный кабель – гораздо более действенный способ. Сделайте следующее:

  1. Зачистите кабель по вышеприведённой инструкции.
  2. Покройте центральную жилу и оплётку тонким слоем припоя. Для медного проводника в качестве улучшителя лужения достаточно канифоли. Омеднённый алюминий, обычная сталь и нержавейка требуют паяльного флюса, в котором содержится хлорид цинка.
  3. Спаяйте центральную жилу и изолируйте соединение скотчем или изолентой от других проводников. Одним из лучших является тканевая (негорючая) изолента – она не плавится от перегрева и не поддерживает горение.
  4. Оберните место спайки оплёток (поверх изоленты) алюминиевой или медной фольгой. Можно также навить поверх изолирующего слоя зачищенный от изоляции и заранее лужёный эмальпровод. Место обёртывания не должно содержать брешей.
  5. Соедините оплётки и спаяйте их. Лучший результат даст припаивание их к искусственно воссозданному защитному слою. Действуйте быстро – не перегрейте место соединения, так как пластиковая изоляция может оплавиться, а центральный проводник обнажиться. В результате кабельная линия может стать короткозамкнутой, что потребует переделки соединения с самого начала. Быстрая пайка (менее секунды) достигается при помощи паяльного флюса: припой моментально обволакивает соединяемые поверхности, чего не скажешь о канифоли.

Убедитесь, что замыкания нет – «прозвоните» кабельную линию на «обрыв» при помощи мультиметра (тестера, включённого в режим измерения сопротивления). Сопротивление должно быть условно бесконечным. Если это так, значит, кабель восстановлен, линия готова к работе.

Можно удлинить телевизионный провод посредством использования разъёмных и обычных штекеров – один при этом входит в другой. Сделайте следующее:

  • зачистите концы нужного отрезка кабеля;
  • припаяйте к одному концу обычный штекер, к другому – разъёмный.

Эти коннекторы являются усовершенствованным вариантом соединений кабелей, пришедших из советских времён. Вместо «лепестков» в разъёме используется сплошное соединительное кольцо-экран, что не создаёт помехи при подключении штекера к разъёму.

Такие соединения используются для AV-соединений и по сей день – например, в камерах видеонаблюдения.

Правильно определив длину кабеля и просчитав возможные потери сигнала при вынужденном сращивании, можно восстановить работу кабельной линии. Для подключения радиоретрансляторов повреждённый либо восстановленный кабель не используют. Но для теле- и радиоприёма он вполне сойдёт.

Наглядный обзор соедиения телевизионного кабеля между собой представлен в следующем видео.

Как подключить несколько телевизоров к одной антенне? — Радиомастер инфо

Сегодня почти в каждом доме или квартире два, а то и больше телевизоров. Антенна или кабельное телевидение заведено одним кабелем. Как правильно развести этот кабель на два и более телевизоров рассмотрено в этой статье.

Самый простой способ – сделать в кабеле разветвление, соединив центральные жилы между собой и экраны соответственно между собой. Но при таком соединении мы нарушаем согласование в антенном кабеле, что приводит к падению уровня сигнала. Вторым недостатком такого соединения является взаимное влияние телевизоров, на изображении появляются помехи в виде «муара» или «сетки», что вызвано влиянием гетеродинов телевизоров.

Широко распространены пассивные антенные разветвители, которые иногда решают проблему разводки кабеля на два и более телевизора. Некоторые их модели приведены на фото ниже.

Схемы пассивных разветвителей выполняются на резисторах:

Или на трансформаторах:

Но и те, и другие ослабляют антенный сигнал. Если это антенный разветвитель на два телевизора, то сигнал ослабляется вдвое. Если разветвитель на три телевизора, то в каждый приходит только 1/3 от уровня сигнала антенны или кабельного телевидения и т.д.

При достаточно высоком уровне сигнала с антенны или кабельной сети это допустимо, но в большинстве случаев при таком подключении сигнал на экране телевизора становится зашумленным, качество изображения плохое.

Какие выходы из этой ситуации? Конечно, в первую очередь нужно проверить качество всех кабельных соединителей, отсутствие повреждений в самом кабеле.

Если вы только собираетесь разводить кабель – то необходимо покупать качественный кабель с небольшим затуханием (оно указывается в децибелах на метр, чем меньше – тем лучше), обязательно для телевидения применять кабель (РК-75) с волновым сопротивлением 75 Ом, так как антенный вход телевизора имеет именно такое значение входного сопротивления. Важен так же и частотный диапазон кабеля, для антенны и кабельного достаточно до 1000 мГц.

При низком уровне сигнала с антенны или кабельного можно применять антенные усилители сигнала или активные антенные разветвители. При установке антенного усилителя его нужно устанавливать у самой антенны. Именно такая установка обеспечивает наилучшее отношение сигнал-шум и соответственно качество изображения.

Если уровень сигнала достаточный для работы одного телевизора, а при установке пассивного разветвителя даже на два телевизора качество изображения заметно хуже, то можно применить активный антенный разветвитель.

Применяются два типа активных разветвителей:

— с отдельным выводом для питания:

— с питанием по тому же высокочастотному кабелю (РК-75), по которому передается антенный сигнал:

Наибольшее распространение получили активные антенные разветвители с питанием по высокочастотному кабелю. В этом случае можно  активный антенный разветвитель установить вместо пассивного в любом месте. Вывод активного разветвителя, по которому поступает питание подключить к одному из телевизоров, рядом с которым расположен блок питания с фильтром. Все остальные телевизоры подключены к остальным выводам активного разветвителя, как и в случае с пассивным разветвителем.

Уровень сигнала на всех выходах активного антенного разветвителя, как правило, одинаковый и составляет 1,1 -1,3 от уровня его входного сигнала.

Фото блоков питания для антенных усилителей и активных разветвителей с фильтрами, регулируемый и нерегулируемый.

Регулируемый позволяет изменять напряжение на выходе и таким образом изменять усиление активного разветвителя. При чрезмерном усилении так же возможны искажения изображения.

Пример схемы подключения активного разветвителя на два телевизора:

Активный разветвитель с проходным питанием. Используется для питания антенного усилителя, установленного на самой антенне, нельзя применять при разводке кабельного телевидения и сигнала антенны на которой не установлен усилитель.

 

И еще одна важная особенность применения активных антенных разветвителей.

Бывают случаи, когда в кабельной сети, одновременно с сигналами телевизионных каналов передается сигнал интернет провайдера и вы его используете.

В этом случае на входе в квартиру необходимо установить качественный пассивный антенный разветвитель. Один его выход пустить на модем для интернета, а другой, на активный антенный разветвитель и далее на все ваши телевизоры.

Если сразу поставить активный антенный разветвитель, то интернет работать на будет, так как у него двухсторонняя связь, прием-передача, а через активный разветвитель это невозможно.

Материал статьи продублирован на видео:

Прокладка и монтаж ТВ кабеля

class=»eliadunit»>

Прокладка и монтаж ТВ кабеля

Чтобы приступить к разделке нашего кабеля, и установки на него разъем-коннекторов, сначала надо устранить все преграды, встречающиеся на его пути, к месту установки спутниковой антенны. То есть, просверлить переходные отверстия в оконной раме и дверных косяках.

Здесь, хочу в первую очередь, дать небольшой совет, при монтаже кабеля старайтесь делать сразу все хорошо, а не на время, что-то типа того «а, потом переделаю», все что делается на время, зачастую делается на постоянно (это из собственного опыта), тем более не редко случается так, что лучше сделать заново, чем тратить больше времени на переделку.

Прокладка ТВ кабеля по стене здания

Прокладка кабеля по стене здания осуществляется с условием параллельного размещения проводки архитектурным линиям строения: оконным наличникам; откосам; карнизам.

Прокладка кабеля по фасаду здания с кирпичной кладкой или шлакобетонным стенам осуществляется с применением шурупов, которые ввинчиваются в гнёзда или гвоздевыми дюбелями, прибиваемыми к стене молотком.

Проход ТВ кабеля через стену здания

Сквозь стены кабель желательно проводить в полутвёрдых нарезанных трубках, которые в помещении изолируются втулками на концах, а снаружи воронками.

Если кабель будет проводиться внутрь стены без использования защитных трубок или коробов то можно загерметизировать отверстие входа кабеля в стену силиконом.

Важно! Организуя проход сквозь наружную стену необходимо обеспечить наклон в направлении наружной стеновой поверхности.

Если ваша спутниковая антенна, расположена не на балконе, а на крыше, то коаксиальному кабелю надо дать некоторую слабину и сделать петлю перед отверстием для ввода кабеля. То есть, он должен как бы сначала свисать, а уже потом, идти к верху. Это надо сделать для того, чтобы при дожде, вода, стекающая по кабелю, не лилась на окно, а стекала по образовавшейся петле вниз.

Петля перед отверстием для ввода кабеля в стену

Слева прямой ввод кабеля в стену. Справа мы потратили еще сантиметров десять кабеля на петлю для стекания воды (в реальных условиях лучше сделать петлю помассивнее, сантиметров на двадцать)

Как видим, слева вода со всей силой притяжения несется в отверстие для ввода кабеля. А это уже отсыревание стен, опадание обоев и прочее уныние. Справа вода срывается вниз с нижней точки петли. Отверстие не бомбардируется потоками стекающей с крыши воды, оставаясь сухим.

Прокладка кабеля через оконную раму

Для прокладки кабеля через оконную раму, диаметр сверла возьмем, на миллиметр больше, диаметра самого кабеля. У меня кабель был 7 мм, значит, и сверло брал, 7 + 1 = 8 мм. Так как, оконные рамы обычно идут двойные, приходиться сверлить два отверстия. Главное, в этом случае, чтобы оба отверстия совпадали по своему центру, иначе кабель будет перегибаться в этих местах, и будет сложнее его протянуть. В моем случае, так как, с конвертера выходила два сигнала, а значит и два кабеля, и сверлить приходилось, также по два отверстия (Фото 1 и Фото 2). Чтобы через щели, между стенками отверстия и кабелем, в помещение не проникал уличный воздух, можно их замазать, например силиконом или оконной замазкой. Я к примеру, такое уплотнение, сделал во внешней оконной раме, так как летом иногда приходится открывать окна, и нужно чтобы сам кабель имел некоторый свободный ход.

1. Прокладка кабеля через деревянную оконную раму.

 

2. Прокладка кабеля через деревянный дверной косяк.

 

Особенности прокладки кабеля через пластиковую раму стеклопакета

Владельцев пластиковых окон, хотелось бы предостеречь. Если у вас окно достаточно дорогое, то рама может быть герметичная, и заполнена газом (как стеклопакет). Поэтому, в этом случае, сверлить надо не саму раму, а место между рамой, и стеной оконного проёма. В том месте, как правило, есть небольшое расстояние, которое заполнено монтажной пеной.

Схема установленного пластикового окна со стеклопакетом в разрезе

Вариант№1 (рекомендуется). Обычно если есть возможность можно проткнуть пену под подоконником длинной спицей и вывести кабель оттуда, примотав его к спице внахлест изолентой с уличной стороны. Но если такой возможности нет, для того чтобы завести тв кабель в помещение делаем следующее:

1) сверлим или отбиваем откос под плавным углом (чтоб легче было вытягивать кабель) в нижней части проема окна пока не дойдем до пены сбоку от рамы стеклопакета

2) берём тонкий длинный металический предмет (спица или металлическая проволока )

3) протыкаем пену с уклоном в сторону улицы (для защиты от влаги) в том месте где кабель должен войти (обычно нижний угол рамы стеклопакета)

4) соединяем кабель со спицей изолентой в нахлёст с уличной стороны.

5) вытягиваем спицу в помещение вместе с кабелем (проводом).Не забыть оставить если нужно запас кабеля (20 см) снаружи для противоосадковой петли.

6) заделываем все щели монтажной пеной герметиком или силиконом и восстанавливаем откос проема окна штукатуркой или гипсом.

Вариант№2 Если окно у вас простое, без «наворотов», то просверлить можно и саму раму, используя при этом обычное свело по металлу. Естественно, сверлить надо стараться ту часть окна, которая не открывается и обязательно с уклоном в сторону улицы. Затем все щели замазать силиконом или герметиком.

Вариант№3 (временный вариант) — для ленивых :-).

В магазинах SAT оборудования продаются вот такие гибкие переходники:

Он просто зажимается между створкой пластивого окна и его рамой а к нему уже соединяются уличный и внутренний конец кабеля с помощью F-коннекторов. По сути этот переходник представляет собой гибкую муфту для соединения кабелей. 

Такой вариант прокладки кабеля крайне не желателен. Он хорош только для временной прокладки кабеля и простоте подключения. Так как в случае открытия и закрытия створки окна рано или поздно переходник не выдержит и вы останетесь без телевизора.

Прокладка ТВ кабеля в помещении

При прокладке кабеля, подвешивать его на стенах квартиры, можно с помощью самодельных креплений, сделанных из отрезков виниловой трубки или нарезанных кусочков телефонного провода типа «лапша». Хотя, по желанию также можно воспользоваться и заводскими скобками, купив подходящие по размеру, в ближайшем магазине хозяйственных товаров.

1.Заводской вариант 

 

2.Вариант с отрезками пластиковой трубки

Во время прокладки кабеля, избегайте сильных его перегибов, а так же не используйте крепления, наподобие загнутых гвоздей (Фото ниже), которые могут серьезно повредить сам кабель.

Крайне не желательное крепление кабеля. 

Помните, что даже не сильно смятый кабель, уже меняет свои пропускные характеристики (изменяется его волновое сопротивление). Форма разреза коаксиального кабеля, должна быть именно круглой. То есть, если посмотреть на коаксиальный кабель в разрезе, то расстояние от средней жилы этого кабеля до экранирующей оплетки, должны быть одинаковы (Рис. 1). Тогда как в смятом кабеле, эти расстояния разные (Рис. 2). 

 

Соединение двух кусков кабеля

Но как говорится, смятый кабель это еще пол беды. Что делать, если так случилось, что при прокладке кабеля, Вы нечаянно его перебили, или к примеру, не хватило его длинны, и пришлось наращивать эту длину вторым куском.

Из этого положения, есть только два выхода. Первый, самый наилучший, это конечно же, заменить поврежденный на цельный кабель, без каких либо соединений. Второй, соединить два отрезка, специальной соединительной муфтой (Фото ниже), купить ее можно там же где Вы приобретали разъемы коннекторы.

Два вида соединительных муфт.

 

 

Соединение двух кабелей через соединительную муфту.

Купите на всякий случай, сразу штуки две или три. Даже если у вас кабель идет цельным отрезком, они могут пригодиться в случае его повреждения в каком либо месте. Для этого, достаточно вырезать поврежденный участок, установить разъемы коннекторы, и соединить их этой муфтой. У меня, на отрезке конвертерDVB-карта компьютера, раньше стояло две таких муфты, сейчас заменил на цельный кусок кабеля, но в принципе, разницы не заметил. Ни уровень, ни качество сигнала, не изменилось, хотя… все равно, рекомендую обходиться без муфт, тем более, если при прокладке, используется дешевая марка кабеля (!). Да и вот еще, если такое соединение будет находиться не улице, желательно его плотно, и по всему участку соединения, обмотать изолентой, для того чтобы предотвратить попадание влаги.

При монтаже кабеля, для спутникового оборудования, категорически не рекомендуется пользоваться различными видами ручной скрутки. Если такой вариант, как-то, проходил при монтаже антенны для приема эфирного телевидения, то при установке спутниковой антенны, такое соединение, может привести к полной невозможности приема.

Также, при прокладке кабеля, старайтесь избегать эго прохождение через находящиеся вблизи разного рода источники тепла, или приборы излучающие сильные электромагнитные и радиоволны.

Когда, с прокладкой кабеля Вы закончите, можно приступать к его разделке, и установке на него разъем-коннекторов на него разъем-коннекторов.

Маскировка телевизионного кабеля в квартире

После того, как телевизионный кабель проведен в квартиру, возникает потребность его скрыть. Существует немало способов это сделать.

Первый — это спрятать проводку в пластиковый короб. Он представляет собой довольно длинную конструкцию, около двух метров, с открывающейся верхней частью. Прикрепить короб к стене можно с помощью клея или саморезов.

Следующий способ заключается в укладывании проводки за плинтус. Для этого планку необходимо снять, а после помещения туда кабеля снова прикрепить на прежнее место. Некоторые модели напольных плинтусов даже изначально оснащены кабель-каналами.

Если в квартире идет ремонт, скрыть проводку можно, проштробив в стене небольшие углубления и поместив туда кабель, после чего замазать углубления гипсом или штукатуркой. Это является самым безопасным вариантом.


На сегодняшний день используют накладные и внутренние розетки для прокладки телевизионного кабеля.

SAT-TV Розетки

Внутрення ТВ розетка Накладная ТВ розетка

ТВ розетки делятся на следующие виды:

  • оконечные. Используются, если к кабелю подключено только одно ТВ-устройство, или в конце ответвлений на иные телевизоры, когда остается единственный ТВ-приемник.
  • проходные. Применяются для разветвления ТВ-сигнала, когда нужно установить несколько телевизоров. К такой TV-розетке подключают два кабеля: через один сигнал приходит, через второй — идет дальше к следующему телеприемнику.
  • простые, или, как их еще называют, индивидуальные или одиночные. Такие розетки также подключаются с помощью сплиттера, однако низкое волновое сопротивление может спровоцировать появление искажений на экране.

 

Предполагается, что в квартиру входит один кабель, в котором сигнал достаточно сильный, а телевизоров в современной квартире 2-3. Чтобы подключить два и больше телевизора, используют специальное разветвительное устройство — сплиттер, у которого один вход и 2-3-4 выхода. Тогда схема подключения ТВ гнезд для телевизоров будет называться «звезда»:

Схема «Звезда» для подключения нескольких телевизоров к одной антенне применяется наиболее широко, так как имеет такие преимущества:

  1. Кабели на все розетки выходят из одной распределительной коробки, что удобно при монтаже и обслуживании,
  2. Минимальное затухание телевизионного сигнала,
  3. При неисправности одной из сигнальных линий или розеток остальные работают в штатном режиме.

Из минусов можно назвать только большой расход антенного кабеля, что является несущественным, особенно при оптимальной разводке. 

Альтернативные способы маскировки тв кабеля и не только

Не всегда возможно скрыть кабели в стене или монтировать короб, например, если квартира съёмная и хозяин против проведения строительных работ. Для таких случаев тоже есть способы и рассчитаны они больше на фантазию и изобретательность, нежели на какие-то специальные навыки.

Первое что нужно сделать — осмотреться. Комнатные растения, мебель, кресло, стулья — всё это можно использовать в качестве маскировки кабелей. Используйте особенности освещения в комнате, посмотрите как падают тени. Кабель можно спрятать под ковровые покрытия, но прокладывать его надо по краям, чтобы не образовывались складки и не спотыкаться.

Пройдитесь по строительным магазинам, особенно по тем отделам где продают товары для сада, используйте вещи не по их прямому назначению. 

class=»eliadunit»>

Кабели, которые связывают | Computerworld

В наши дни кажется, что мир связан сетевым кабелем.

Хотя мы можем воспринимать проводной мир как должное, следствием этого является то, что мы полагаемся на провода, которые соединяют нас со всем и всем, что мы делаем. Используются кабельные системы трех типов: витая пара, коаксиальные и оптоволоконные.

Подробнее

Computerworld
QuickStudies
Витая пара

Кабель типа «витая пара» — это традиционная проводка, используемая телефонными компаниями: два изолированных медных провода, намотанных друг на друга.Каждая пара передает информацию через дифференциальную передачу сигналов (также известную как сбалансированный вход), в которой полезный сигнал генерирует равные, но противоположные токи в двух проводах.

Скручивание удерживает два провода как можно ближе друг к другу, поэтому оба провода испытывают одинаковое общее количество помех. Если бы провода были просто параллельны, они были бы значительно более восприимчивы к шумам и помехам.

Кабели витой пары бывают разных категорий. Категории более низкого уровня используются в основном в домах, а категории более высокого уровня используются как более дешевая альтернатива коаксиальному кабелю в локальных сетях.

Кабели витой пары можно связать внутри кабеля большего размера. Это позволяет подключать телефоны, модемы, Ethernet и тому подобное, используя только один кабель. Меньшие витые пары часто имеют цветовую кодировку для обозначения их использования. Связанные кабели также можно экранировать, окружив их металлической фольгой или оплеткой, часто для использования в бизнесе. Это называется экранированной витой парой.

Коаксиальный

Изобретенный в 1929 году коаксиальный кабель использовался, когда компания AT&T Corp. построила свою первую межконтинентальную систему передачи в 1940 году.

Коаксиальный кабель (так называемый «коаксиальный») наиболее известен при подключении к домашнему кабельному телевидению. Как и витая пара, коаксиальный кабель включает два медных канала, по которым передаются сигналы. Разница в том, что оба канала содержатся в одном проводе.

Центральный медный провод окружен слоем изоляции. Вокруг изоляции находится канал из плетеной медной сетки, а вокруг него — внешняя изоляция для провода.

Коаксиальный кабель считается более прочным, чем витая пара, но он также стоит дороже.Телефонные компании иногда используют коаксиальные кабели для подключения к центральным офисам, но чаще используется витая пара. Использование в бизнесе включает корпоративные сети Ethernet и локальные сети. Как и кабели с витой парой, коаксиальные кабели можно объединить в более крупные кабели.

Оптическое волокно

При использовании оптического волокна световые импульсы передаются по стеклянному или пластиковому волокну, что позволяет избежать электромагнитных помех и необходимости повторной передачи, которая возникает при использовании медного провода.

Хотя волокно может нести гораздо больше информации, чем медь, световые импульсы рассеиваются на большие расстояния.Чтобы решить эту проблему, используется ретранслятор, который принимает сигнал, усиливает его и ретранслирует его по следующему участку кабеля. Аналоговые сигналы удерживаются вместе лучше, чем цифровые, поэтому аналоговые ретрансляторы можно размещать на расстоянии до 18 километров (чуть более 11 миль). Цифровые ретрансляторы должны быть ближе друг к другу, обычно от двух до шести километров (от одной до четырех миль), но они могут очищать сигнал от нежелательных статических помех, тогда как аналоговые репитеры проходят через любые статические помехи или помехи.

Глава 2 Страница 1 — Справочник по телекоммуникациям для транспортных специалистов

Введение

Передатчик, приемник, среда передачи — это основные элементы, составляющие систему связи.Каждый человек оснащен базовой системой связи. Рот (и голосовые связки) — это передатчик, уши — приемники, а воздух — это среда передачи, по которой звук распространяется между ртом и ухом. Элементы передатчика и приемника модема данных (например, того типа, который используется в блоке контроллера системы светофоров) могут быть не видны. Однако посмотрите на схему его компонентов, и вы увидите элементы, помеченные как «XMTR» и «RCVR». Средой передачи модема обычно является медный провод, оптоволокно или радио.

Некоторые протоколы передачи данных были разработаны для работы независимо от телефонной системы. Например, Ethernet был создан для облегчения передачи данных в закрытой системе, которая находилась в офисном здании. Интернет создавался как закрытая коммуникационная сеть.

Практически все сети связи основаны на одном и том же наборе стандартов и методов телефонной связи (Telepho – Ny). «Ма Белл» (Bell Telephone System, American Telephone & Telegraph и др.) Потратила годы и миллиарды долларов на создание, совершенствование и обслуживание телекоммуникационной сети, предназначенной для предоставления самой надежной услуги голосовой связи в мире.Все остальные коммуникационные технологии и процессы развивались на основе этой коммуникационной сети. Инженеры и ученые, участвующие в разработке новых коммуникационных технологий и процессов, должны были убедиться, что их «продукт» может быть использован в существующих телефонных сетях. И телефонной компании требовалась обратная совместимость. Телефоны, выпущенные в 1950 году, все еще работают в сегодняшней сети. Модемы, произведенные в 1980 году, все еще работают в нынешней системе.

Читая эту главу и остальную часть руководства, помните, что стандарты, методы и протоколы электросвязи были разработаны для отрасли связи.Все эти системы должны быть адаптированы для использования в системе управления светофорами или автомагистралями.

Сегодня в Северной Америке, Мексике, большей части Европы и Азиатско-Тихоокеанского региона голосовые услуги фактически отправляются в виде цифровых сигналов и преобразуются в аналоговые непосредственно перед отправлением (и прибытием) из обслуживающего центрального офиса в точках конечных пользователей. Читатель может спросить: «Если голос преобразуется в цифровой формат, разве это не то же самое, что данные?» Ответ отрицательный — «цифровая передача» не подразумевает автоматически совместимость передачи данных.Аналоговые системы передачи данных могут передавать и передают данные. В телекоммуникациях цифровой и аналоговый — это разные формы передачи данных. В этой главе представлена ​​информация об основах телекоммуникаций — средствах передачи и системах передачи, а также объясняются различия между аналоговой и цифровой передачей. Среда передачи — это те элементы, которые предоставляют системам связи путь, по которому можно двигаться. Системы передачи — это те элементы (аппаратное и программное обеспечение), которые обеспечивают управление процессом связи и использование пути передачи.

Для целей этого обсуждения голос — это любая передача, которая может коммутироваться через сети оператора связи в аналоговом формате. Сюда входят данные, передаваемые в голосовом канале с использованием модема. Данные — это любая цифровая передача, которая не может быть переключена через сети оператора связи.

Мир телекоммуникаций был бы очень простым, если бы различие между средами передачи и системами (протоколами) было легко определено.Часто конкретная система передачи работает только в определенной среде. Радио с расширенным спектром является одним из примеров. Радио (RF) — это среда передачи, а расширенный спектр — это система передачи (протокол). Хотя можно создать сигнал связи с расширенным спектром по проводной линии связи, этот процесс обычно не используется, поскольку существуют другие более эффективные методы передачи сигналов. Следовательно, передача сигналов с расширенным спектром почти всегда связана с РЧ. Всегда существует точка, в которой радиосистема с расширенным спектром должна взаимодействовать с другой средой передачи и / или системой.Это достигается путем преобразования из RF в протокол передачи сигналов по проводной линии связи. Телекоммуникационный процесс можно рассматривать как отличный пример многомодализма.

Данная глава разделена на разделы, охватывающие

  • Средства передачи
  • Сигнализация передачи
  • Базовая телефонная служба
  • Мультиплексирование
  • Высокая пропускная способность и широкополосная передача

Подтемы в разделах смотрите на:

  • Факторы, учитывающие среду (зачем использовать одно над другим)
  • Различия между передачей голоса и данных
  • Передача видео (кодеки и сжатие)
  • T-1 Связь
  • SONET, WDM и Ethernet
  • Беспроводная связь

Средства передачи

Среда передачи — это магистрали и артерии, по которым проходят телекоммуникационные устройства.Существует общая тенденция утверждать, что одна среда передачи лучше другой. Фактически, каждая среда передачи имеет свое место в конструкции любой системы связи. Каждый из них обладает характеристиками, которые делают его идеальным средством для использования в зависимости от конкретных обстоятельств. Важно осознавать преимущества каждого и соответствующим образом разрабатывать систему.

Факторы, которые следует учитывать при выборе среды передачи, включают: стоимость, простоту установки и обслуживания, доступность и, самое главное, эффективность передачи.

Эффективность передачи обычно рассматривается как степень ухудшения сигнала, вызванная использованием конкретной среды передачи. Среда передачи представляет собой «барьер» для сигнала связи. «Барьер» можно измерить множеством разных факторов. Однако обо всех средствах коммуникации задают один общий вопрос. Как далеко пойдет энергия сигнала связи, прежде чем он станет слишком слабым (или искаженным), чтобы его можно было использовать? Имеется оборудование, позволяющее увеличить расстояние для передачи сигнала, но это увеличивает общую стоимость и сложность развертывания.

Факторы рассмотрения СМИ

Простота установки коммуникационной среды относительно проста. Как правило, все средства связи требуют ухода при установке. Установка должна выполняться обученными и знающими техниками и менеджерами. Для целей этого обсуждения рассмотрим относительную степень сложности размещения среды передачи. Кабели (оптоволоконные или медные) требуют вспомогательной инфраструктуры, как и радио или инфракрасный порт.Рассмотрим следующее:

Если вы планируете использовать оптоволоконный (или медный кабель), а план системы предусматривает пересечение реки Делавэр, возникнут серьезные проблемы с установкой (строительством). Для строительства может потребоваться отверстие под рекой или поиск подходящего моста. Любой из этих методов может значительно увеличить ваш бюджет. Беспроводная связь может показаться хорошим вариантом. Это избавляет от необходимости подбирать подходящее место для пересечения кабеля. Однако вам нужно будет разместить антенну на достаточной высоте, чтобы убрать деревья, здания и другие объекты, а также учесть разницу в рельефе по обе стороны реки.Местные жители близлежащих кондоминиумов Яхт-клуба могут пожаловаться на радиовышку, портящую им вид на закат. Не забудьте добавить стоимость найма художника-графика для создания рисунка, который показывает, насколько прекрасны лучи заходящего солнца, отраженные от радиовышки.

«Соединение» — термин, который производители кабеля используют для описания конфигурации кабеля. Выражение часто используется следующим образом: «Кабель доступен в расчете на 5000 футов».

Некоторые продукты могут быть более доступными, чем другие. Например, наиболее распространенный тип доступного оптоволоконного кабеля — это внешний кабель с защитной броней, 96 прядей одномодового волокна, размещенные в свободных буферных трубках, на катушках длиной 15 000 футов. Убедитесь, что у вас достаточно времени для изготовления продукта, особенно если требуется специальный кабель или конфигурация оборудования. Доступность продукта из-за задержек с производством повлияет на общий график проекта и может повлиять на общие затраты по проекту.

Кабели, которые содержат комбинации различных типов волоконных жил, таких как одномодовые и многомодовые волокна, или смеси меди и волокна, или нечетное (отличное от стандартных) количество волоконных жил, потребуют больше времени для изготовления и могут добавить несколько месяцев до цикла доставки.

Волоконно, медь, радио, инфракрасный порт — все они имеют разные характеристики передачи. Считается, что волокно имеет наилучшие общие характеристики для эффективности передачи. То есть эффективная потеря мощности сигнала с увеличением расстояния.Кабель рассчитан производителем на потерю сигнала. Коэффициенты потерь сигнала указаны в дБ на 1000 метров. Типичное одномодовое волокно может иметь коэффициент затухания сигнала от 0,25 дБ / км до 0,5 дБ / км. Производитель кабеля предоставит описание спецификации для каждого предлагаемого продукта. Теоретически вы можете послать сигнал дальше по оптоволокну, чем через большинство других средств передачи.

Однако учтите, что радиосигналы на очень низких частотах (ниже 500 килогерц) могут распространяться на тысячи миль.Этот тип радиосигнала может использоваться для передачи данных, но очень непрактичен для использования в системах управления дорожным движением и автомагистралями. Радиосигналы VLF способны эффективно передавать данные только с очень низкой скоростью передачи данных. Этот тип системы использовался организацией Associated Press для передачи новостных статей между Европой и Северной Америкой, а также военными для передачи данных на очень большие расстояния.

Расходы на техническое обслуживание и эксплуатационные расходы — это два других фактора, которые следует учитывать при сравнении средств передачи данных для любого конкретного приложения.Волоконно-оптический кабель можно проложить в кабелепроводе на глубине шести футов ниже уровня земли, и к нему нельзя прикасаться десятилетиями. Техническое обслуживание оптоволоконного кабеля минимально. СВЧ-системы могут быть построены за меньшее время и с меньшими затратами, чем оптоволоконный кабель, помещенный в кабелепровод, но участки башни требуют значительно большего обслуживания, включая повторную окраску башни и ежегодные проверки на предмет ржавчины.

Таким образом, возьмите все атрибуты потенциальных носителей, которые могут быть использованы для конкретного приложения, и определите, какой из них обеспечит максимальную отдачу от вложенных средств.Это не всегда означает максимальную пропускную способность, максимальную скорость передачи, простоту установки или минимальную стоимость — все это факторы, которые могут повлиять на ваш выбор среды передачи. Лучшие носители — это те, которые поддерживают как можно больше системных требований и помогают обеспечить удовлетворение общей производительностью.

Проводные СМИ

Начнем с основной информации о наиболее распространенных типах средств передачи данных, используемых сегодня:

  • Медная проволока
  • Волоконная оптика
  • Радиочастота (беспроводная)
  • Оптика свободного пространства

Многие инженеры утверждают, что одна среда передачи является лучшей или лучше других.Читателю следует помнить, что у каждого средства массовой информации есть свои достоинства и недостатки. Какая среда лучше всего зависит от цели системы связи и желаемых конечных результатов. Фактически, большинство систем являются гибридными. То есть две или более среды объединяются для создания наиболее эффективной инфраструктуры сети связи. Существует множество систем светофоров, которые объединяют инфраструктуру витой медной пары с беспроводными линиями для обслуживания части системы. Решение о создании такого типа системы могло быть основано на экономических соображениях, но это, безусловно, одна из причин, почему нужно выбрать одну среду вместо другой или совместить использование нескольких.

Медная среда

Электрические свойства медной проволоки создают сопротивление и помехи. Чем дальше распространяются коммуникационные сигналы, тем больше они ослабляются электрическими свойствами, связанными с медным кабелем. Электрическое сопротивление в медной среде замедляет прохождение сигнала или тока. Электрические свойства медного провода являются ключевыми факторами, ограничивающими скорость передачи данных и расстояние. Тем не менее, те же самые свойства, а также стоимость, простота изготовления, способность превращаться в очень тонкие жилы и другие, сделали медь логичным выбором для ее выбора в качестве среды передачи данных и проводника электричества.Алюминий и золото также используются для целей связи, но золото (наиболее эффективное) слишком дорого для использования в этих целях, а алюминий не является эффективным проводником для целей связи.

Существует два основных типа кабелей, содержащих медный провод, используемых для связи:

Витая пара

Рисунок 2-1: Разъем RJ-45

Коммуникационные сигналы, передаваемые по медному проводу, в основном представляют собой постоянный электрический ток (DC), который модулируется для представления частоты.Любой другой электрический ток рядом с проводом связи (включая другие сигналы связи) может создавать помехи и шум. Несколько коммуникационных проводов в кабельном пучке могут вызывать мешающие электромагнитные токи или «перекрестные наводки». Это происходит, когда один сигнал в кабеле настолько силен, что создает магнитное поле в соседнем проводе или паре связи. Источники энергии, такие как линии электропередачи или люминесцентные осветительные приборы, могут вызывать электромагнитные помехи.Эти помехи можно минимизировать, скручивая пару проводов вокруг общей оси, или используя металлический экран, или и то, и другое. Скручивание эффективно создает магнитный экран, который помогает минимизировать перекрестные помехи.

Витая пара — это обычный медный провод, который обеспечивает базовые телефонные услуги для дома и многих предприятий. Фактически, это называется «Обычная старая телефонная связь» (POTS). Витая пара состоит из двух изолированных медных проводов, скрученных друг с другом.Скручивание сделано для того, чтобы противоположные электрические токи, проходящие по отдельным проводам, не мешали друг другу.

Витая медная пара — это то, что Александр Белл использовал для работы первой телефонной системы и, как правило, является наиболее распространенной средой передачи, используемой сегодня. Обобщая, можно сказать, что витая медная пара сегодня является основой всех телекоммуникационных технологий и услуг. Ethernet, изначально разработанный для работы по коаксиальному кабелю, теперь является стандартом на основе витой пары.Для сравнения: в базовом голосовом телефонном разговоре используется одна (1) витая пара, тогда как в сеансе Ethernet используется как минимум две (2) витые пары (подробнее об Ethernet далее в этой главе).

EIA / TIA предоставляет цветовой код и стандарт проводки для разъемов RJ-45. Стандарт — EIA / TIA 568A / 568B. В этих стандартах используются 4 витые пары, поскольку разъем RJ-45 имеет 8 клемм.

Для каждого соединения на витой паре требуются оба провода.Поскольку для некоторых телефонных аппаратов или настольных компьютеров требуется несколько подключений, витая пара иногда устанавливается двумя или более парами, и все это в одном кабеле. В некоторых офисах витая пара заключена в экран, который выполняет функцию заземления. Это известно как экранированная витая пара (STP). Обычный провод к дому — неэкранированная витая пара (UTP). В настоящее время витая пара часто устанавливается двумя парами в доме, а дополнительная пара позволяет добавить еще одну линию — возможно, для использования модема.

Витая пара поставляется с уникальной цветовой кодировкой каждой пары, если она упакована в несколько пар. Различное использование, такое как аналоговое, цифровое и Ethernet, требует разных парных мультипликаторов. Существует стандарт EIA / TIA для цветовой кодировки проводов, пар проводов и пучков проводов. Цветовая кодировка позволяет техническим специалистам выполнять монтаж системной проводки стандартным способом. Обычная одиночная телефонная линия в доме будет использовать красный и зеленый провод. Если имеется вторая телефонная линия, она будет использовать желто-черный провод.

Кабель категории 3 считается стандартом для базовых услуг телефонной связи и Ethernet. Однако CAT 5 развертывается в качестве замены и во всех новых установках.

Самая частая причина проблем в телекоммуникационной системе — неправильная проводка. Этот протокол подключения предназначен для подключения к стандартной телефонной розетке. В информационных системах используются разные схемы и цветовые коды. Наиболее распространенным является стандарт EIA / TIA. Обратите внимание, что NEMA и ICEA имеют цветовую маркировку электрических проводов.Не путайте их со стандартами цветовой кодировки телекоммуникационных проводов.

Витая пара классифицируется по количеству витков на метр. Большее количество скручиваний обеспечивает лучшую защиту от перекрестных помех и других форм помех и приводит к лучшему качеству передачи. Для передачи данных лучшее качество означает меньшее количество ошибок передачи. Позже в этой главе мы рассмотрим влияние ошибок передачи на пропускную способность и время задержки.

Рисунок 2-2: Кабель витой пары

В настоящее время в большинстве ситуаций внутри зданий используются два типа кабелей витой пары: UTP категории 3 (CAT 3) и UTP категории 5 (CAT 5).Однако на момент написания этого справочника все новые и заменяющие установки используют CAT 5. Эти кабели были разработаны на основе набора стандартов, выпущенных EIA / TIA (Ассоциация электронной промышленности / Ассоциация индустрии телекоммуникаций). CAT 3 используется в основном для телефонных кабелей и установок 10Base-T, а CAT 5 используется для поддержки установок 10 / 100Base-T. Электропроводка CAT 5 также может использоваться для телефонных систем. Поэтому в большинстве новых установок используется CAT 5 вместо CAT 3. Кабель CAT 5 протягивается к шкафу или офису и подключается к универсальной настенной пластине, которая позволяет устанавливать системы передачи данных и голоса.Категория 5E (CAT 5E) была разработана для установки GigE. CAT 5E производится и испытывается в соответствии с более строгими правилами, чем CAT 3 или CAT 5. Два новых стандарта — CAT 6 и CAT 7 — были приняты для удовлетворения критериев скорости передачи 10GigE (и выше).

Таблица 2-1: Номинальные характеристики кабеля связи по витой паре
Категория Максимальная скорость передачи данных Обычное приложение
CAT 1 Менее 1 Мбит / с Аналоговый голос (POTS), базовая скорость ISDN, проводка дверного звонка
CAT 2 4 Мбит / с В основном используется для сетей Token Ring
CAT 3 16 Мбит / с для передачи голоса и данных и 10Base-T Ethernet.Базовая телефонная служба
CAT 4 20 Мбит / с Используется для Token Ring 16 Мбит / с
CAT 5 100 Мбит / с до 1 Гбит / с 10Base-T, 100Base-T (быстрый Ethernet), GigE, FDDI, 155 Мбит / с ATM
CAT 5E 100 Мбит / с FDDI, банкомат
CAT 6 Более 100 Мбит / с Широкополосные приложения
CAT 7 Новый стандарт GigE плюс
Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель — это основной тип медного кабеля, используемый компаниями кабельного телевидения для распределения сигнала между общественной антенной и домами пользователей и предприятиями.Когда-то он был основной средой для Ethernet и других типов локальных сетей. С развитием стандартов для Ethernet по витой паре, новые установки коаксиального кабеля для этой цели практически исчезли.

Рисунок 2-3: Иллюстрация коаксиального кабеля

Коаксиальный кабель называется «коаксиальным», потому что он включает в себя один физический канал (медный сердечник), по которому передается сигнал, окруженный (после слоя изоляции) другим концентрическим физическим каналом (металлической фольгой или оплеткой) и внешней оболочкой или оболочкой. , все движутся по одной оси.Внешний канал служит экраном (или землей). Многие из этих кабелей или пар коаксиальных трубок могут быть размещены в одном кабелепроводе и с помощью повторителей могут передавать информацию на большие расстояния. Фактически, этот тип кабеля использовался телефонными компаниями для передачи видео с высокой пропускной способностью до появления оптоволокна в 1980-х годах.

Есть несколько вариантов. Триаксиальный (Triax) — это вид кабеля, в котором используется один центральный проводник с двумя экранами. Эта композиция обеспечивает большее расстояние передачи с меньшими потерями из-за помех от внешних электрических сигналов.Twinaxial (Twinax) — это две коаксиальные системы, объединенные в один кабель.

Коаксиальный кабель был изобретен в 1929 году и впервые коммерчески применен в 1941 году. Компания AT&T создала свою первую межконтинентальную коаксиальную систему передачи в 1940 году. В зависимости от используемой технологии связи и других факторов, медный провод с витой парой и оптическое волокно являются альтернативой коаксиальному кабелю.

Коаксиальный кабель

изначально использовался некоторыми транспортными службами для обеспечения связи между полевыми контроллерами и центральным контроллером в автоматизированной системе дорожной сигнализации.Это также было предпочтительным средством для раннего внедрения систем управления видеонаблюдениями, используемых в ИТС. Однако с появлением волоконной оптики для этой цели практически отказались от использования коаксиального кабеля.

Коаксиальный кабель

до сих пор используется для подключения камер видеонаблюдения к мониторам и видеокоммутаторам. Поскольку стоимость использования волоконной оптики начала снижаться, производители камер устанавливают в камеры оптоволоконные трансиверы. Это особенно полезно для предотвращения помех от электрических систем или создания защищенной сети передачи видео.

Волоконная оптика и оптоволоконный кабель

Волоконно-оптическое волокно (или «оптическое волокно») относится к среде и технологии, связанной с передачей информации в виде световых импульсов по стеклянной нити. Волоконно-оптический кабель несет гораздо больше информации, чем обычный медный провод, и гораздо менее подвержен электромагнитным помехам (EMI). Практически все междугородные (междугородные) телефонные линии теперь оптоволоконные.

Рисунок 2-4: Базовая конструкция волоконно-оптической пряди

Передача по оптоволоконным кабелям требует повторения (или регенерации) с различными интервалами.Расстояние между этими интервалами больше (потенциально более 100 км или 50 миль), чем в системах на основе меди. Для сравнения: высокоскоростной электрический сигнал, такой как сигнал T-1, передаваемый по витой паре, должен повторяться каждые 1,8 км или 6000 футов.

Потери в оптоволоконном кабеле рассчитываются в дБ на километр (дБ / км), а медные кабели — в дБ на метр (дБ / м). Примечание: Приложение к этому справочнику включает объяснение того, как рассчитать бюджет потерь в оптоволокне .

Волоконно-оптический кабель состоит (см. Рисунок) в несколько слоев. Сердцевина — это настоящий стеклянный или волоконный проводник. Он покрыт преломляющим покрытием, называемым оболочкой, которое заставляет свет перемещаться по контролируемой траектории по всей длине стеклянной сердцевины. Следующий слой — это защитное покрытие, которое предохраняет сердцевину и покрытие от повреждений. Он также предотвращает выход света из сборки и имеет цветовую кодировку для идентификации. Сердцевина, покрытие и покрытие вместе именуются «прядью».Размеры прядей волокна всегда относятся к диаметру сердцевины.

Волоконно-оптический кабель

Внутренний кабель завода сконструирован таким образом, чтобы он был гибким и легким. На кабель может быть нанесено покрытие в соответствии с нормами пожарной безопасности.

Волоконно-прядь обычно связывается в кабель. Нити могут быть помещены в «плотный» или «свободный» массив буферных трубок. Матрица со свободными буферными трубками чаще всего используется для внешних применений на предприятиях.Кабель с плотным буфером обычно используется в здании для стояка и горизонтального кабеля. Плотный буферный кабель также используется для «внутреннего / наружного» применения. Этот кабель изготовлен с устойчивой к погодным условиям и влаге оболочкой кабеля и обычно используется для прокладки кабеля от монтажной коробки, расположенной в пределах нескольких сотен футов от входа в инженерные сети здания, и должен быть проложен на нескольких сотнях футов в пределах здания до точки распределения основного волокна. . Если основная точка распределения волокна находится на расстоянии менее 100 футов от входа в здание, использование внутреннего / внешнего кабеля может оказаться бесполезным.

Кабель для установки вне помещения выдерживает погружение в воду, выдерживает воздействие ультрафиолетовых лучей и защищен от грызунов и птиц.

Пряди волокна помещаются в трубку большого (относительно) диаметра и позволяют «плавать» со значительным перемещением. Когда оптоволоконный кабель протягивается на место (в кабелепроводе, прямо закапывается в землю или помещается на опору), жилы не подвергаются силе растягивающего натяжения.Таким образом, пряди подвергаются минимальному повреждению или деформации от растяжения.

Волоконно-оптические кабели (как и все кабели связи) производятся с учетом их предполагаемого использования. Каждый кабель будет иметь стандартный набор маркировок, указывающих на его основное использование, наименование производителя, номинальные значения Национального электрического кодекса и код утверждения UL, количество волокон, содержащихся в кабеле, внешний диаметр кабеля и продукцию производителя. номенклатура. Все эти элементы должны быть проверены при доставке кабеля на место хранения, а затем на строительную площадку перед установкой кабеля.Как правило, волоконно-оптические кабели относятся к одной из следующих классификаций:

Таблица 2-2: Классификация оптоволоконных кабелей
Классификация волоконно-оптических кабелей Общего назначения
Внутри завода Подключение устройства к устройству
Горизонтально или внутри офиса Бег на одном этаже и между помещениями
Стоянка или внутри здания Прокладка между этажами в здании, обычно в шахте лифта или водоводе
Пленум Кабель со специальным покрытием для соответствия нормам пожарной безопасности при прокладке кабеля в воздушном пространстве.
Антенный кабель Обычно натягивается на опоры электросети и может быть самонесущим или привязанным к поддерживающему кабелю. Кабели обычно изготавливаются из материалов, устойчивых к старению от воздействия солнечных лучей.
Непосредственное захоронение Кабели, предназначенные для прокладки непосредственно в траншее.
Канальный кабель Кабели, предназначенные для прокладки в кабелепроводе
Подводный кабель Кабели, предназначенные для погружения в воду.
Внутри-снаружи Кабели, которые используются для перехода между внешним и внутренним оборудованием.

Некоторые кабели производятся с металлической армированной оболочкой для обеспечения дополнительной прочности и защиты от грызунов. Волоконный кабель, помещаемый в подземный канал, обычно заполняется водонепроницаемым гелевым составом. Внешние кабели производятся, как правило, с гелевым наполнением буферных трубок и водонепроницаемой лентой между внутренней и внешней оболочками.Как внешняя, так и внутренняя оболочки изготовлены из материалов, способных выдерживать погружение и противостоять коррозии.

Рисунок 2-5: Рисунок

оптоволоконного кабеля

Волоконно-прядь и кабели производятся со стандартной цветовой кодировкой. Это позволяет эффективно управлять кабелями из-за того, что в кабеле обычно содержится большое количество жил. Используется 24 цветовых сочетания. Свободный кабель буферной трубки с 576 жилами будет иметь 24 трубки, окрашенные в соответствии с приведенной ниже таблицей.Внутри каждой буферной трубки будет 24 волокна, использующие одну и ту же цветовую схему. Следовательно, нить 47 будет находиться в оранжевой буферной трубке и иметь розу с черным защитным покрытием трассирующего цвета.

Таблица 2-3: Таблица идентификации цвета оптоволоконного кабеля
Буферная трубка / номер волокна Цвет
1 Синий
2 Оранжевый
3 Зеленый
4 Коричневый
5 Сланец
6 Белый
7 Красный
8 Черный
9 Желтый
10 фиолетовый
11 Роза
12 Аква
13 Синий / Черный Tracer
14 Оранжевый / Черный Tracer
15 Зеленый / Черный Tracer
16 Коричневый / Черный Tracer
17 Сланец / Черный Tracer
18 Белый / Черный Tracer
19 Красный / Черный Tracer
20 Черный / желтый Tracer
21 Желтый / Черный Tracer
22 Фиолетовый / Черный Tracer
23 Розовый / Черный Tracer
24 Aqua / Черный Tracer

Другой аспект конструкции волокна — это фактический размер пряди волокна.Большинство волокон производится диаметром 125 мкм — это комбинация сердцевины волокна и его оболочки. Большинство используемых сегодня многомодовых кабелей имеют диаметр сердцевины 62,5 мкм, а большинство одномодовых волокон имеют диаметр сердцевины 9 мкм. Поэтому размер жилы волокна обычно указывается как 62,5 мкм / 125 мкм для многомодового волокна и 9 мкм / 125 мкм для одномодового волокна.

Диаметр стренги поддерживается постоянным, чтобы облегчить производственные и монтажные процессы. Диаметр сердцевины варьируется из-за различий в некоторых характеристиках передачи волокон.При покупке оптоволоконного кабеля для добавления к существующей системе убедитесь, что диаметр жилы и диаметр жилы совпадают. Возможно сращивание оплавлением (см. Главу 8 для объяснения сращивания) волокон с различным диаметром сердцевины. Однако, вероятно, возникнет несовпадение, которое является причиной низкой производительности системы. Если вам необходимо использовать волокна с различным диаметром сердцевины, лучше всего использовать механическое сращивание, чтобы обеспечить правильное выравнивание. Никогда не сращивайте многомодовое волокно с одномодовым волокном.Если вам необходимо разместить одномодовый и многомодовый режим в одной системе, используйте «преобразователь режимов» для облегчения перехода.

Типы волоконно-оптических кабелей

Волоконно-оптические кабели выпускаются двух основных видов:

  • Буферный кабель со свободной трубкой
  • Кабель с жесткой буферизацией

Примечание. Многие производители поставляют как свободные трубки, так и кабели с плотным буфером. Некоторые предоставляют только один тип. Укажите и приобретите тип кабеля, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям.Помните: «В телекоммуникациях не существует единого решения для всех требований !!!»

Кабели со свободными трубками в основном используются вне производственных помещений. Они предназначены для защиты волокон от повреждений (растяжения и перекручивания), которые могут возникнуть в результате чрезмерно агрессивного съемника кабеля. Расположение трубок также позволяет упростить переход к оптоволоконным кабелям в зданиях или коммуникационных шкафах. Пряди волокна плавают внутри буферных трубок и не являются частью конструкции кабеля.Кабели со свободными трубками идеально подходят для прокладки кабелей в городских условиях и на большие расстояния.

Герметичные буферные кабели предназначены для использования внутри производственных помещений. Эти типы кабелей предназначены для использования в контролируемой среде, например в здании или внутри шкафов заводского оборудования. Поскольку кабель используется в здании, он требует меньшей физической защиты и большей гибкости. Волокна внутри кабеля чувствительны к повреждению из-за агрессивного натяжения кабеля, поскольку жилы волокна являются частью конструкции кабеля.Пряди плотно связаны в центральный пучок внутри внешней оболочки кабеля.

Волокна собираются в многожильные или ленточные кабели. Многожильные кабели представляют собой отдельные волокна, скрученные вместе. Ленточный кабель состоит из 12 волокон, которые покрываются пластиком, образуя многоволоконную ленту. Жгуты многожильных и ленточных волокон могут быть упакованы вместе в свободный или плотный буферный кабель.

Таблица 2-4: Типы буферов оптоволоконного кабеля
Свободный буферный кабель Кабель с плотной буферизацией
Отдельные волокна свободно перемещаются в буферной трубке Волокна плотно связаны в жгут
Кабель большого диаметра для размещения буферных трубок Меньший диаметр кабеля
Волокна, защищенные от тягового усилия кабеля Волокна, чувствительные к растягивающим силам
Используется в основном для внешнего завода Используется для внутреннего использования и распределения
Типы волоконных прядей

Пряди волокна производятся двух основных типов: многомодовые и одномодовые.Каждая разновидность используется для облегчения определенных требований системы связи.

Многомодовое волокно — это оптическое волокно, которое предназначено для одновременного переноса нескольких световых лучей или мод, каждый из которых имеет несколько разный угол отражения внутри сердцевины оптического волокна. Передача по многомодовому волокну используется на относительно небольших расстояниях, поскольку моды имеют тенденцию рассеиваться на более длинные участки (это называется модальной дисперсией). Многомодовые волокна имеют диаметр сердцевины от 50 до 200 микрон.Многомодовое волокно используется при высоте менее 15 000 футов. Многомодовое волокно стало доступным в начале 1980-х годов и до сих пор используется во многих старых системах. Благодаря достижениям в технологии оптоволокна и большому количеству доступных продуктов многомодовое волокно почти никогда не используется в новых системах. Существуют механические устройства, обеспечивающие переход от многомодового волокна к одномодовому. Многомодовое волокно обычно «освещается» светодиодами (Light Emitting Diodes), которые дешевле, чем ЛАЗЕРНЫЕ передатчики.Многомодовое волокно обычно производится двух размеров: 50 мкм и 62,5 мкм.

Одномодовое волокно — это оптическое волокно, предназначенное для передачи одного луча или моды света в качестве носителя. Одномодовое волокно имеет намного меньшую сердцевину, чем многомодовое волокно. Одномодовое волокно выпускается в нескольких вариантах. Варианты предназначены для облегчения очень больших расстояний и передачи нескольких световых частот в пределах одного светового луча. В следующих главах обсуждаются возможности системы передачи — см. Ethernet, SONET и DWDM.Одномодовое волокно обычно изготавливается с диаметром сердцевины от 7 до 9 микрон.

Примечание. SMF-28 — это товарный знак компании Corning Cable, который стал общим термином, используемым для описания универсального одномодового волокна. Почти все системы управления дорожными сигналами и автомагистралями будут использовать универсальное одномодовое волокно. Характеристики волоконно-оптических продуктов постоянно меняются. Изучите перед окончательной доработкой технических характеристик системы. Раздел ресурсов этого справочника содержит список производителей оптоволоконных кабелей и их веб-сайты.

За последние 10 лет было разработано несколько вариантов одномодового волокна. Некоторые из волокон используются в системах дальней связи, а другие — в городских. Каждый из них был разработан с особыми характеристиками, предназначенными для повышения производительности для определенной цели. Наиболее широко используемым универсальным одномодовым волокном является SMF-28, которое можно использовать для всех целей, за исключением систем DWDM с большим радиусом действия.

Управление автомагистралью и контроль дорожных сигналов будут рассматриваться — с точки зрения связи — как системы общего назначения.Разработчикам систем управления транспортом, использующих оптоволокно, следует серьезно подумать о выборе одномодового волокна типа SMF-28. Это волокно очень доступно и обычно по самой низкой цене.

Цена на оптоволоконный кабель

указана исходя из длины стренги. Кабель длиной 5 000 футов с двумя жилами волокна составляет 10 000 футов жилы волокна. Кабель длиной 5000 футов с 24 волокнами составляет 120 000 футов жилы. Стоимость первого кабеля может составлять 5000 долларов или 50 центов за фут жилы. Стоимость второго кабеля может составлять 24 000 долларов, но стоимость одного фута нити составляет всего 20 центов.Поэтому при покупке оптоволоконного кабеля всегда лучше учитывать возможные дополнения системы, чтобы снизить общие затраты на материалы. Помните, что цена за фут волокна прядей — не единственный фактор, который следует учитывать в общих затратах на систему. Выкопка траншеи глубиной четыре (4) фута, установка кабелепровода в траншеи и ремонт улицы обходятся одинаково, независимо от количества прядей, и это около 90% от общей стоимости развертывания оптоволоконного кабеля. Если строительство стоит 100 долларов за погонный фут, то общая стоимость из расчета на один фут составляет 50 долларов.50 за фут за две (2) пряди и 4,37 доллара за двадцать четыре (24) пряди. В этот расчет не включены расходы, связанные со стыковкой, оптимизацией и проектированием. Это 10% от общей стоимости.

Одномодовое волокно
и многомодовое волокно

Ниже приводится общее сравнение одномодовых и многомодовых волокон:

Одномодовое волокно имеет очень маленькую сердцевину, заставляющую свет распространяться по прямой линии, и обычно имеет размер сердцевины от 8 до 10 микрон.Он имеет (теоретически) неограниченную пропускную способность, которая может передаваться на очень большие расстояния (от 40 до 60 миль). Многомодовое волокно поддерживает множество путей света и имеет сердцевину гораздо большего размера — 50 или 62,5 микрон. Поскольку диаметр многомодового волокна в пять-шесть раз превышает диаметр одномодового, проходящий свет будет проходить по нескольким путям или модам внутри волокна. Многомодовое волокно может производиться двумя способами: ступенчатым или ступенчатым. Волокно со ступенчатым показателем преломления имеет резкое изменение или скачок между показателем преломления сердцевины и показателем преломления оболочки.Многомодовые волокна со ступенчатым показателем преломления имеют меньшую пропускную способность, чем волокна со ступенчатым показателем преломления.

Волокно с градиентным показателем преломления было разработано для уменьшения модальной дисперсии, присущей оптоволокну со ступенчатым показателем преломления. Модальная дисперсия возникает, когда световые импульсы проходят через сердцевину вдоль мод более высокого и низкого порядка. Волокно с градиентным коэффициентом преломления состоит из нескольких слоев с самым высоким показателем преломления в сердцевине. Каждый последующий слой имеет постепенно уменьшающийся показатель преломления по мере удаления слоев от центра.Моды высокого порядка проникают во внешние слои оболочки и отражаются обратно к сердцевине. Многомодовые волокна со ступенчатым показателем преломления имеют меньшее затухание (потери) выходного импульса и более широкую полосу пропускания, чем многомодовые волокна со ступенчатым показателем преломления.

Одномодовые волокна не подвержены влиянию модовой дисперсии, поскольку свет проходит по одному пути. Одномодовые волокна со ступенчатым показателем преломления света испытывают растяжение и сжатие светового импульса из-за хроматической дисперсии. Хроматическая дисперсия возникает, когда световой импульс содержит более одной длины волны.Длины волн перемещаются с разной скоростью, вызывая распространение импульса. Дисперсия также может возникать, когда оптический сигнал выходит из сердечника в оболочку, вызывая сокращение общего импульса.

В одномодовом волокне со сдвигом используется несколько слоев сердцевины и оболочки для уменьшения дисперсии. Волокна со смещенной дисперсией имеют низкое затухание (потери), большие расстояния передачи и большую полосу пропускания.

Таблица 2-5: Сравнение одномодового и многомодового волокна
Характеристика Одномодовый многомодовый
Пропускная способность Практически без ограничений Менее чем практически неограниченное
Качество сигнала Отлично на больших расстояниях Отлично на короткие дистанции
Первичное затухание Хроматическая дисперсия Модальная дисперсия
Типы волокна Индекс шага и смещение дисперсии Step & Graded Index
Типичное приложение Почти все (включая Ethernet) Аналоговое видео; Ethernet; Связь ближнего действия

Электропроводка Ethernet — Практическая работа в сети.net

Ethernet — это семейство спецификаций, которые регулируют несколько различных вещей: они охватывают все различные спецификации проводки (10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T и т. д.). Он описывает, как отправлять биты (единицы и нули) по каждому проводу. Он также определяет, как интерпретировать эти биты в значимые кадры.

Изначально эта статья предназначалась только для описания основных различий и сценариев использования перекрестных и прямых кабелей. Но в свете нашей миссии мы подумали, что тема подключения Ethernet заслуживает более глубокого понимания.

Мы начнем с определения всей терминологии, которая используется при обсуждении физических кабелей, а затем ответим на пару основных вопросов: зачем нам нужны перекрестные кабели по сравнению с прямыми? Что такое витая пара? Как один бит передается по сети? В заключение мы рассмотрим стандарт Gigabit Ethernet.

Терминология

Если вы хоть немного побывали в мире сетевых технологий, то слышали множество терминов, связанных с кабельной разводкой.Такие термины, как Ethernet, витая пара, RJ45, экранированный и неэкранированный.

Но что означает каждый из этих терминов? Чем они отличаются друг от друга? Используются ли какие-либо из этих терминов неправильно? Откровенно говоря, да — эти термины часто используются неправильно. Давайте взглянем.

8P8C

Это спецификация, которая регулирует физический разъем на любом конце провода Ethernet. Это то, что регулирует наличие 8 P контактов и 8 C контактов. Он также определяет дизайн и размеры прозрачной пластиковой заглушки, на которой заканчивается кабель.

RJ45

R Зарегистрированный J ack стандартный номер 45 указывает количество проводов в кабеле, порядок, в котором они появляются, и использование физического разъема 8P8C.

В частности, RJ45 определяет два стандарта проводки: T568a и T568b :

Обратите внимание, что единственная реальная разница между двумя стандартами — это цвета пары проводов 2 и пары 3.

Часто термин RJ45 используется для обозначения самого разъема 8P8C, но это неверно.Существует также стандарт RJ61, в котором используется разъем 8P8C, но в нем указывается другой порядок проводов внутри. Существуют также другие спецификации зарегистрированных разъемов, которые определяют множество других комбинаций проводов и физических разъемов.
Витая пара
Схема

«Витая пара» — это стратегия, в которой для передачи данных между двумя узлами используется пара проводов, скрученных друг с другом. Мы рассмотрим, почему эта важная стратегия важна позже в этой статье, но вкратце она помогает свести к минимуму и минимизировать эффекты перекрестных помех и электромагнитных помех (EMI).

Существует два основных типа проводки витой пары, экранированный вариант и неэкранированный вариант:

Неэкранированная витая пара (UTP)

Это наиболее распространенный вариант. Дополнительного экранирования от электромагнитных помех нет, но, тем не менее, UTP может надежно передавать сигнал благодаря врожденным особенностям проводки на основе витой пары. Мы рассмотрим их более подробно позже в этой статье.

UTP менее дорогой, более (физически) устойчивый и более гибкий.Эти атрибуты обычно делают UTP предпочтительным выбором.

Экранированная витая пара (STP)

STP имеет дополнительный экран вокруг каждой пары проводов и еще один экран вокруг всех четырех пар. Это помогает сдерживать и изолировать электромагнитный шум, возникающий при прохождении сигналов по проводу.

Тем не менее, если какая-либо часть экрана повреждена или если провода не идеально заземлены с обеих сторон соединения, экран может действовать как антенна и вносить дополнительный электромагнитный шум из-за паразитных радиоволн и сигналов Wi-Fi. в воздухе.

Кроме того, провод STP также должен быть соединен с экранированными разъемами 8P8C, чтобы обеспечить дополнительное экранирование на всем протяжении сквозного спектра провода.

Как вы понимаете, STP — более дорогой вариант. STP также более хрупок, чем его аналог UTP — экран может порваться, если провод чрезмерно согнут. В результате он не получил такого широкого распространения, как UTP.

STP обычно зарезервирован для использования в областях с экстремальными уровнями электромагнитных помех.Например, в проводке, которая должна проходить над любым генератором энергии или тяжелой техникой или рядом с ними.

Ethernet

Как было сказано ранее, Ethernet — это семейство спецификаций, которые регулируют несколько разных вещей. Одна из этих вещей — разные спецификации проводки: 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T и так далее.

Ethernet также описывает, как отправлять биты (единицы и нули) по каждому проводу, а также как интерпретировать эти биты в значимые кадры. Например, Ethernet утверждает, что первые 56 бит каждого кадра должны быть чередующимися единицами и нулями (так называемая «преамбула»).Следующие 8 бит должны быть «10101011» (известные как разделитель начала кадра). Следующие 48 бит — это MAC-адрес назначения. Следующие 48 бит — это MAC-адрес источника; и так далее, пока не будет передан весь кадр.

Ниже мы опишем некоторые стандарты проводки, указанные в стандарте Ethernet.

### BASE T * Терминология

Этот набор терминов относится к тому, как провода используются внутри кабеля. Например, какие из них передают, какие принимают, как передают сигналы и при каком напряжении?

Этот термин состоит из трех частей, поэтому давайте сначала обсудим их по отдельности, прежде чем рассматривать какой-либо конкретный стандарт:

100 BASE-T

Число в начале просто относится к скорости провода в M иллионах b его p er s секундах, или чаще упоминается как M ega b его p er с секунд ( Мбит / с, ).Провод со скоростью 100 Мбит / с теоретически может передавать 100000000 бит в секунду, что составляет примерно 12,5 M ega B ytes p er s секунд ( M ega ). Обратите внимание на заглавные буквы B и нижний регистр b для ссылки на B ytes vs b its.

Кабель Ethernet, рассчитанный на эту скорость, иногда также называют Fast Ethernet . Это отличается от обычного кабеля Ethernet , рассчитанного на 10 Мбит / с, или Gigabit Ethernet , рассчитанного на скорость 1000 Мбит / с.

100 BASE-T

Термин base является сокращением для сигнализации base band. Его аналог — широкополосная сигнализация. Когда возникли эти термины, разница между ними заключалась в том, что сигнализация в основной полосе частот отправляет цифровые сигналы по среде, тогда как широкополосная передача аналоговых сигналов по среде.

Разница между цифровым сигналом и аналоговым сигналом заключается в количестве возможных интерпретаций каждого сигнала.

Аналоговый сигнал может представлять бесконечное теоретическое количество значений.Например, определенное напряжение на проводе может представлять зеленый пиксель, а другое напряжение может представлять красный пиксель и так далее, и так далее, пока каждый пиксель изображения не будет передан по проводу.

Цифровой сигнал может представлять конечное количество значений — обычно только два: 1 или 0. Если бы одно и то же изображение сверху передавалось по цифровому проводу, передавался бы поток единиц и нулей. Принимающая сторона сможет интерпретировать двоичные значения как серию чисел, возможно, на основе цветовых кодов RGB, чтобы представить каждый цветной пиксель.

Основное отличие состоит в том, что в любой момент времени по аналоговому проводу можно считывать множество сигналов (и, следовательно, значений). В то время как на цифровом проводе в любой момент времени сигнал может представлять либо только значение 1, либо 0, и ничего больше.

Это позволило цифровой передаче быть более устойчивой к ошибкам, поскольку весь диапазон напряжения провода в любой момент времени делится только на два возможных значения (1 или 0). В то время как аналоговый сигнал более подвержен ошибкам передачи, потому что любое небольшое искажение полностью изменит то, что интерпретирует другой конец.

Это изображение очень ясно иллюстрирует эффект. Обратите внимание, что при ухудшении качества сигнала цифровая передача все еще может интерпретировать 1 или 0 и, следовательно, по-прежнему отображать изображение без каких-либо видимых искажений. В то время как с аналоговым сигналом, когда сигнал ухудшается, небольшое ухудшение сигнала заставляет приемник интерпретировать неправильные цвета для заданных пикселей, вызывая искажение изображения (изображение взято из сообщения в блоге Antenna Direct в Австралии.

100 BASE-T

« T » обозначает витую пару T .Это контрастирует с другими стандартами проводки, такими как -2 и -5 , которые указывают на коаксиальную проводку с максимальным диапазоном 2 00 ~ и 5 00 метров или -SR и -LR , которые соответствуют стандартам оптоволоконной проводки S hort R и L ong R ange.

Определив каждую отдельную часть, мы можем теперь взглянуть на две выдающиеся спецификации Fast Ethernet (мы рассмотрим две спецификации для Gigabit Ethernet позже в этой статье):

100BASE-T4

100BASE-T4 использует все четыре пары в пучке (все восемь проводов).Одна пара используется исключительно для передачи сигналов (TX). Одна пара используется исключительно для приема сигналов (RX). Оставшиеся две пары могут использоваться либо для RX, либо для TX, и обе стороны провода должны согласовать, какая из оставшихся пар для чего используется.

T4 — одна из более ранних спецификаций для витой пары, и она не находит широкого применения в современном мире из-за ненужной сложности конструкции и очень небольшого выигрыша по сравнению с итерацией 100BASE-TX, описанной ниже.

100BASE-TX

100BASE-TX использует только две пары, одна предназначена для передачи, а другая — для приема.Две другие пары провода не используются. Вы могли бы очень хорошо построить провод 100BASE-TX, у которого только 4 из 8 проводов были в правильных положениях контактов (1,2,3,6), но часто другие четыре провода по-прежнему используются в основном в качестве держателей для оставшихся расположение контактов, а также для будущей совместимости.

100BASE-TX (со всеми восемью проводами) — это широко используемая сегодня спецификация Fast Ethernet. Однако его часто (лениво) называют просто T. Опять же, T означает категорию опций витой пары, а TX — это особый стандарт, который требует использования пар в положениях контактов 1 и 2 и 3 и 6.

Смысл определения каждого термина выше, независимо от других, состоит в том, чтобы дать каждому читателю практическое и техническое понимание того, что означает каждый термин. На практике, несмотря на знание истинного значения терминов, часто гораздо проще использовать общий термин, даже если он может быть немного неправильным — небольшая неточность иногда может спасти длинное объяснение.

Почему кроссовер

В Интернете есть много руководств, описывающих , когда вам нужно использовать перекрестный провод, а не прямой провод.Но очень немногие источники действительно объясняют, почему это важно или как именно это работает. В этом разделе мы исследуем эти концепции более глубоко.

Обе спецификации 100BASE-TX и 10BASE-T требуют, чтобы 8 проводов в кабеле витой пары были сгруппированы в четыре пары. Из четырех пар фактически будут использоваться только две: пара 2 и пара 3. Каждый отдельный провод в паре является симплексной средой, что означает, что сигнал может пересекать только любой один провод в одном направлении .

Для достижения полнодуплексной связи некоторые провода постоянно зарезервированы для связи в одном направлении, а другие провода постоянно зарезервированы для связи в противоположном направлении.

Конфигурация карты сетевого интерфейса (NIC) будет определять, какая пара используется для передачи, а какая — для приема.

Сетевая карта, которая передает сигналы (TX) по паре 2 (контакты 1 и 2) и принимает сигналы (RX) по паре 3 (контакты 3 и 6), называется сетевой картой зависимого от среды интерфейса ( MDI ).В то время как сетевая карта, которая делает противоположное (TX на паре 3 и RX на паре 2), называется кроссовером медиа-зависимого интерфейса ( MDI-X ).

ПК к ПК

ПК использует сетевую карту MDI, что означает, что ПК всегда передают по паре 2 и принимают по паре 3. Но если два компьютера, подключенные напрямую друг к другу, оба пытаются передавать по паре 2, это приведет к конфликту их сигналов. . И что еще хуже, ни один компьютер не получит ничего по паре 3.

В результате пары контактов должны быть пересечены на проводе, чтобы то, что отправлено с одного ПК по паре 2, поступало на другой ПК по паре 3, и наоборот.

Вот упрощенная иллюстрация (цвета ниже не имеют значения, они просто обозначают два разных пути для двух разных направлений связи):

Обратите внимание, что оба ПК могут передавать сигналы через выделенный канал, и из-за пересечения пар в проводе (представленного гигантским X) оба ПК могут получать то, что другой ПК передает по выделенному каналу.

Следовательно, для подключения ПК напрямую к другому ПК требуется перекрестный кабель .

ПК для переключения на ПК

Коммутатор — это устройство, предназначенное для облегчения связи между двумя компьютерами в одной сети. С этой целью сетевая карта коммутатора использует спецификацию MDI-X, что означает, что коммутатор всегда передает по паре 3 и принимает по паре 2 (точная инверсия сетевой карты MDI на ПК).

Это приводит к тому, что коммутатор имеет встроенную функцию кроссовера . Провод не должен пересекать пары, потому что об этом позаботится коммутатор:

Как видите, ПК, подключенный к коммутатору, может просто использовать прямой кабель , и позволить коммутатору заниматься пересечением пар.Сквозной путь остается неизменным: каждое устройство передает на своих портах TX и получает на своих портах RX.

ПК для переключения на ПК

Ранее мы обсуждали, что для двух компьютеров, подключенных напрямую друг к другу, требуется перекрестное соединение проводов, поскольку они оба используют одни и те же пары проводов для TX и RX. Точно так же два коммутатора, подключенные друг к другу, также используют идентичные пары проводов для RX и TX.

В результате мы должны учесть это, введя еще один кроссовер между переключателями:

Из приведенной выше схемы видно, что коммутатор, подключенный к другому коммутатору, требует перекрестного кабеля .

Таким образом, сквозной путь остается неизменным. ПК передают и принимают по ожидаемым парам проводов. И каждое направление и шаг на пути всегда идет от пары TX к паре RX.

Маршрутизаторы и концентраторы

А как насчет маршрутизаторов и концентраторов? Какие типы сетевых адаптеров они используют?

Оказывается, маршрутизатор, как и ПК, использует спецификацию MDI — TX на паре 2 и RX на паре 3. Таким образом, вы можете заменить любое изображение ПК на любом из приведенных выше рисунков на маршрутизатор, и может легко определить, для каких соединений потребуется прямой кабель, а для каких — перекрестный.

Кроме того, порты концентратора используют спецификацию MDI-X — TX на паре 3 и RX на паре 2. Вы можете заменить любое изображение коммутатора выше на концентратор, а также легко определить, какие кабели требуются.

Схема подключения кабеля Ethernet

Напомним, что в спецификации RJ45 есть два стандарта для цветов: T568a и T568b. Стандарт, используемый с обеих сторон провода витой пары, определяет, является ли кабель прямым или перекрестным.

Чтобы сделать прямой кабель, просто закажите провода с обеих сторон кабеля в соответствии с одной спецификации (либо T568a, либо оба T568b):

Чтобы сделать кроссоверный кабель, просто используйте один стандарт с одной стороны, а другой — с противоположной стороны:

Обратите внимание, что пара проводов 1 и пара 4 не используются (синий и коричневый провода). Теоретически вы можете вообще не включать провода в кабель, но это затруднит сохранение оставшихся проводов в правильном порядке.

Кроме того, поскольку они не используются, их не нужно перекрещивать в перекрестном кабеле. Однако спецификация Gigabit требует использования всех 8 проводов, и часто все пары перекрещиваются для единообразия. Мы обсудим Gigabit Ethernet позже в этой статье.

И, наконец, помните, что сигнал не имеет значения, какого цвета провод. Пока правильные контакты подключены друг к другу, связь будет работать. Вы можете использовать все зеленые провода, и пока контакты 1 и 2 подключены к контактам 3 и 6 на другой стороне (и наоборот), у вас будет полностью функционирующий перекрестный провод.Но то, что он работает, не означает, что это хорошая идея — такой кабель было бы кошмаром в обслуживании.

Простая таблица запоминания

Мы можем собрать все, что мы узнали выше о перекрестных и прямых проводах, в простую диаграмму:

Преимуществом отображения приведенного выше рисунка является то, что на нем очень легко рисовать наброски. Просто нарисуйте L2 / L1 слева и справа, а L3 + сверху и снизу и соедините все друг с другом.Линии, которые пересекают друг с другом, требуют перекрестного кабеля по кабелю при подключении устройств, которые работают на этих уровнях модели OSI. Линии, которые соединяют прямой друг с другом, требуют прямого -проходного кабеля.

Итого:

Для устройства L1 или L2 , подключенного к другому устройству L1 или L2 , требуется перекрестный кабель .
Для устройства L1 или L2 , подключенного к устройству L3 + , требуется прямой кабель .
Устройство L3 + , подключенное к другому устройству L3 + , требует перекрестного кабеля .

Или еще проще:

Как и для устройств , требуется перекрестный кабель .
В отличие от устройств требуется прямой кабель .

Авто-MDI-X

Несмотря на простоту понимания того, когда использовать прямой кабель вместо перекрестного (конечно, после того, как это было должным образом объяснено), тот факт, что выбор вообще существует, вызвал все виды простоев и головных болей у сетевых инженеров во всем мире. индустрия.

В результате была создана функция, которая позволяет двум устройствам динамически определять и при необходимости переключать свои пары проводов TX и RX. Эта функция известна как автоматический MDI-X или Auto MDI-X.

Auto MDI-X позволяет использовать прямой кабель для каждого соединения и позволяет двум конечным точкам динамически определять, нужно ли им инвертировать свои пары TX и RX .

Auto MDI-X — это дополнительная функция для реализации 100BASE-T и обязательная функция для всех устройств Gigabit Ethernet.

Как работает Auto MDI-X?

Но как работает Auto MDI-X? Как обе стороны определяют, какие пары проводов следует использовать для передачи, а какие — для приема? Какая из двух сторон должна переключить пары TX и RX, если будет определено, что это необходимо? В этом разделе мы рассмотрим внутреннюю работу Auto MDI-X.

Помните, что цель кроссоверного кабеля — обеспечить соединение контактов TX одной стороны с контактами RX другой стороны. Для успешной передачи данных по кабелю провод TX не может быть подключен к другому проводу TX.По сути, одна сетевая карта должна использовать спецификацию MDI, а противоположная сетевая карта должна использовать спецификацию MDI-X. Вот как это достигается с помощью Auto MDI-X:

Обе стороны начинают с генерации случайного числа в диапазоне 1-2047. Если случайное число нечетное, эта сторона настраивает свой сетевой адаптер в соответствии со стандартом MDI-X. Если случайное число четное, эта сторона настраивает свой сетевой адаптер в соответствии со стандартом MDI. Обе стороны затем начинают посылать импульсы соединения через выбранные ими пары проводов TX.

Если обе стороны успешно принимают импульсы связи друг с другом по своим проводам RX, то обе стороны больше ничего не делают, поскольку они успешно передают по парам проводов TX и получают по парам проводов RX.

Если обе стороны не получают импульсы связи друг с другом, то они должны выбрать нечетное число или оба выбрали четное число. Следовательно, одна из сторон должна переключить свои пары проводов TX и RX на другую спецификацию (MDI против MDI-X).

Но стороны не могут и одновременно переключиться на противоположную спецификацию, потому что тогда их провода TX и RX все равно не будут смещены. Вместо этого была разработана система, которая случайным образом переключает пары через случайные промежутки времени, пока они не совпадут правильно.

Это случайно сгенерированное число из более раннего (1-2047) циклически повторяется, чтобы стороны могли выбрать новую спецификацию (MDI против MDI-x). Но это число нельзя просто увеличить на единицу, потому что тогда обе стороны перейдут от нечетного к четному или от четного к нечетному. Другими словами, если бы обе стороны изначально выбрали MDI, они бы тогда оба переключились на MDI-X, что все равно привело бы к подключению пары проводов TX к паре проводов TX.

Вместо этого это число циклически проходит вперед через так называемый регистр сдвига с линейной обратной связью.

Регистр сдвига с линейной обратной связью (LFSR) — это алгоритм, который циклически перебирает каждую комбинацию чисел в определенном диапазоне без повторения числа, пока не будет достигнуто каждое число. Числа циклически меняются в предсказуемом, но случайном порядке (иначе говоря, не последовательно, а в последовательном порядке).

Например, если две стороны выбрали начальное значение 1000 и 2000, будет ли их следующий номер в последовательности LFSR нечетным или даже полностью случайным.Однако, если обе стороны случайным образом выберут одинакового начального значения , каждая из них будет иметь идентичных последовательности через LFSR.

Этот цикл происходит каждые 62 миллисекунды со случайным отклонением +/- 2 мсек. Если одна из сторон переключает свою пару проводов на 60 мс, а другая сторона планировала переключиться на 64 мс, будет 4 мс, когда пары TX и RX идеально выровнены, что остановит дальнейшую цикличность и завершит процесс AutoMDI-X.

Этот процесс продолжается столько раз, сколько необходимо, пока два одноранговых узла не выровняют свои пары проводов TX и RX.

Но возникает вопрос, каковы шансы того, что обе пары выберут одно и то же число и одни и те же интервалы каждый раз, когда они циклируют свое число. Мы можем определить это с помощью небольшой математики.

Вероятность выбора одного и того же начального значения составляет 1 из 2047. Вероятность выбора одной и той же дисперсии интервала составляет 1 из 4. Это означает, что вероятность того, что обе стороны переключат свою спецификацию MDI / MDI-X в одно и то же время дважды в строка 1 из 8188.

Цикл происходит каждые ~ 62 мс, что означает, что в полной секунде есть 16 возможных интервалов.Шансы на то, что обе стороны будут иметь одинаковое время цикла в течение всей секунды, составляют 1 из 4 294 967 296 (4,2 миллиарда). Шансы на то, что это произойдет, в сочетании с тем, что обе стороны начнут с одного и того же случайного числа, составляют 1 из 8 791 798 054 912 (8,7 триллиона). Довольно хорошие шансы, учитывая, что в худшем случае это будет стоить вам всего лишь дополнительной секунды ожидания появления ссылки.

Почему витая пара?

Часто просто принимают как факт, что в большинстве сетей для физических соединений используется витая пара.Но почему? Что с витой парой сделало ее преобладающим методом кабельной разводки в компьютерных сетях?

Есть две основные причины, и обе они связаны с E lectro m agnetic I nterference ( EMI ): первая причина заключается в том, что использование пары проводов значительно снижает исходящее электромагнитное излучение. Вторая причина заключается в том, что , скручивая их друг вокруг друга, значительно снижает входящие или индуцированные электромагнитные помехи.

Обе эти характеристики очень желательны, когда провод часто тесно связан с другими проводами на больших расстояниях (например, центры обработки данных или коммутационные шкафы).

Снижение выбросов EMI

Это факт жизни, что любой сигнал или электрический ток, проходящий через провод, излучает некоторую степень электромагнитных помех, которые могут влиять на соседние провода — также известные как перекрестные помехи. Это электромагнитное излучение можно компенсировать дополнительным экранированием, но Александр Грэм Белл разработал хитрый метод, чтобы свести на нет эффекты перекрестных помех.

Его стратегия заключалась в использовании двух отдельных проводов — один из них отправляет исходный сигнал , а другой — точный , инверсный сигнала.Это заставляет оба провода излучать друг от друга точные обратные электромагнитные помехи, тем самым сводя на нет их влияние.

Проще говоря, если один провод передает +10 В электрического напряжения и дает утечку + 0,01 В электромагнитных помех, то другой провод передает -10 В электрического напряжения и, следовательно, утечку -0,01 В электромагнитных помех. Их совокупные выбросы нейтрализуют друг друга.

В мире электротехники он называется сбалансированной парой и представлен в виде витой пары с проводами TX + и TX-.

Это позволяет использовать схемы разводки, не требующие больших вложений в экранирование, и является половиной причины широкого использования кабелей с неэкранированной витой парой (UTP) в мире сетевых технологий. Однако до сих пор мы только ответили, почему мы используем пару проводов , а затем мы рассмотрим, почему они скручены .

Отрицательное поглощение электромагнитных помех

Несмотря на стратегии, подобные описанной выше сбалансированной паре, никуда не деться от всех источников электромагнитных помех (EMI).Блуждающие радиочастоты, беспроводной Интернет, Bluetooth, спутники-шпионы и сотовые телефоны — все это способствует возникновению паразитных электромагнитных помех.

Но Александр Грэм Белл снова обратился к нам и изобрел гениально простой, но эффективный метод устранения внешних электромагнитных помех.

В базовой концепции используется преимущество того, что электромагнитные помехи тем сильнее, чем ближе вы находитесь к источнику. Если два провода по очереди будут находиться ближе всего к источнику электромагнитных помех, каждый из них будет поглощать одинаковое количество помех. Взгляните на эту упрощенную схему:

Синий провод начинается с + 50 В, а зеленый провод начинается с точного обратного тока -50 В.Источником электромагнитных помех является красный круг, и каждая волна, окружающая источник электромагнитных помех, все меньше и меньше воздействует на провода. Если вы добавите EMI ​​только к каждой серой точке (вверху и внизу каждого витка), оба провода в конечном итоге получат +22 В.

Несмотря на то, что конечное напряжение, полученное на правой стороне провода, отличается, обратите внимание, что разница в напряжении составляет , согласованная по всей витой паре проводов: между ними всегда 100 В. EMI затронул и провода идентично .Вы можете легко вычислить разницу конечных значений (100 В) и отобразить ее в числовой строке, чтобы определить, что начальные напряжения были + 50 В и -50 В:

Следует сказать, что использованные выше числа были значительно упрощены, чтобы передать концепцию. Типичное излучение электромагнитных помех влияет только на передачу сигналов в диапазоне микровольт (мкВ), что составляет 1 000 000-ю часть вольта (В). Но концепции по-прежнему остаются верными: поскольку отправляются исходный и обратный сигналы, чистая исходящая эмиссия нейтрализуется, а из-за перекручивания оба провода в равной степени подвергаются одинаковому количеству помех.
Отправка битов

Если вы помните, данные передаются по кабелю в виде цифрового сигнала, то есть в виде потока единиц и нулей. Но как именно витая пара используется для передачи фактических данных по проводу? Мы будем немного упрощать, чтобы описать основную предпосылку.

Отправка сигнала по проводу — это не что иное, как подача напряжения на провод в течение определенного времени. Обе стороны согласовывают тактовую частоту, также известную как частота, которая определяет, как долго должен подаваться каждый «экземпляр» напряжения.В целях этого упрощенного примера мы будем называть ее позицией . В любой момент времени каждая позиция может означать только отправку 1 или 0 по сети.

Различные стандарты требуют разных уровней напряжения, и для целей этого упрощенного описания истинное напряжение на самом деле не имеет значения. Но мы продолжим описывать это с использованием 100BASE-TX, который предписывает диапазон напряжений от + 2,5 до -2,5 В.

Чтобы отправить 1 в заданной позиции , передатчик отправит +2.5В вниз по проводу TX +. Чтобы отправить 0, передатчик отправит -2,5 В по проводу TX +.

Провод TX всегда будет делать обратное: -2,5 В для отправки 1 и + 2,5 В для отправки 0.

Вот как будет выглядеть двоичная строка 110010101110:

Обратите внимание, что на приведенном выше графике не показана физическая схема провода (иначе говоря, это не скручивание пар проводов). Он просто представляет собой переменное напряжение +2,5 и -2,5 вольт, подаваемое по проводам TX + и TX-.Скрутки в витой паре равномерны (или должны быть) по всей длине провода. Как мы указывали ранее, вы можете видеть, что провода всегда посылают друг другу точное обратное напряжение, и все аккуратно и горизонтально симметрично.

Вдоль провода появляются помехи от различных источников электромагнитных помех. Мы применим разное количество шума в каждой позиции нашего битового потока и посмотрим, что получается на другом конце:

Обратите внимание, что график больше не такой аккуратный и симметричный.Провода по-прежнему передают инверсию друг друга, но смещение на постоянное значение. Наши красивые и аккуратные значения +2,5 В и -2,5 В исчезли.

НО, приемник не ищет именно + 2,5В или -2,5В. Вместо этого он просто ищет , по которому провод передал более высокое напряжение . Если провод TX + отправлял напряжение найма, то сигнал для этой позиции должен был быть 1, а если провод TX передавал более высокое напряжение, то сигнал для этой позиции должен был быть 0.

Или, проще говоря, на графике выше, если синяя линия находится сверху, переданный бит в этой позиции равен 1.А если сверху идет оранжевая линия, то переданный бит — 0.

Также обратите внимание, что даже несмотря на то, что значения были затронуты EMI, они оба были затронуты одинаково — они оба выросли или оба понизились на одинаковую величину. В любой момент на графике приема значения проводов TX + и TX- всегда разнесены на 5 В, как и на графике отправки. Как мы обсуждали ранее, это происходит из-за физического скручивания проводов TX + и TX-.

Таким образом, принимающая сторона может объединить сигнал по одному бит за раз, несмотря на то, что EMI могли повлиять на то, что было отправлено изначально.Как видите, UTP не невосприимчив к шуму, но у него есть функция, позволяющая нейтрализовать эффект шума.

Гигабитный Ethernet

Мы подробно обсудили Fast Ethernet (100 Мбит / с). Теперь мы переходим к обсуждению Gigabit Ethernet (1000 Мбит / с или 1 Гбит / с).

Первое существенное отличие состоит в том, что гигабитные стандарты требуют использования всех четырех пар (всех восьми проводов), в отличие от Fast Ethernet, в котором используются только две пары проводов. В результате в Gigabit Ethernet все четыре пары должны быть перекрещены при создании кроссоверного кабеля.

Если вы помните, стандарт RJ45 предлагает две спецификации проводки: T-568a и T-568b. Ниже приведены изображения, на которых показано, как каждая из них выглядит, когда все четыре пары скрещены:

Тем не менее, для Gigabit Ethernet требуется Auto MDI-X. В результате вы можете безопасно просто использовать повсюду прямые кабели и позволить сетевым адаптерам определять, нужно ли им моделировать пересечение пар проводов.

В стандарте Gigabit Ethernet есть две спецификации проводки:

1000BASE-TX

Этот стандарт Gigabit Ethernet использует все четыре пары, но две пары выделяются для передачи, а две другие пары — для приема.

Концептуально это более простой процесс, чем то, как работает 1000BASE- T , но, к сожалению, он требует обновления всех уже проложенных кабелей витой пары с общей категории 5 или 5e до более дорогой категории 6. В результате, 1000BASE- TX не получил широкого распространения в отрасли.

1000BASE-T

Это преобладающий стандарт Gigabit Ethernet. Он использует все четыре пары одновременно в полнодуплексном режиме — каждая из четырех пар может использоваться как для , так и для RX и TX, в то же время .Это делается с помощью процесса, называемого подавлением эха, и мы рассмотрим его более подробно в следующем разделе.

Основным преимуществом этого стандарта проводов является то, что вы можете достичь гигабитной передачи по гораздо более распространенным кабелям категории 5e без необходимости обновлять все кабели витой пары до более дорогих категорий 6.


1000BASE -T кабель часто неправильно называют 1000BASE -TX . Скорее всего, это связано с тем, что в мире Fast Ethernet преобладающим кабелем был 100BASE -TX .Часто стандарты кабельной разводки также иногда объединяются как 10/100/1000 BASE -TX . На самом деле, наиболее популярные спецификации проводки для каждого класса скорости: 10 BASE -T , 100 BASE -TX и 1000 BASE -T .

Полный дуплекс на однопроводной паре

В предыдущем разделе мы узнали, что 1000BASE-T может одновременно отправлять и принимать сигналы по одной и той же паре проводов.В этом разделе мы обсудим, как это возможно. Сначала мы начнем с аналогии, чтобы объяснить эту предпосылку.

Вы когда-нибудь разговаривали с кем-нибудь по телефону и могли сказать, что они ставят вас на громкую связь, потому что вы могли слышать свой собственный голос, отраженный эхом? Это результат того, что ваш голос воспроизводится на их спикерфоне, прыгает по комнате, в которой они находятся, и улавливается микрофоном их собственного телефона. Это называется эхом.

Громкоговорители высокого класса могут свести на нет этот эффект, извлекая звуковые волны того, что излучает динамик, из звуковых волн того, что улавливает микрофон — этот процесс известен как Echo Cancellation .

Эхоподавление также является базовой концепцией, которая позволяет кабелю Gigabit Ethernet как отправлять, так и принимать данные по той же паре проводов в одно и то же время . Основная посылка заключается в том, что если вы знаете, что отправили, вы можете извлечь это из того, что получили.

Напомним, что отправка сигнала — это не что иное, как подача напряжения на провод. И наоборот, получение сигнала — это не что иное, как считывание напряжения, наблюдаемого на проводе.

Если отправитель подает напряжение на одиночный провод по следующей схеме:

 +0.5В, + 1В, -2В, -1В 

И в то же время тот же отправитель считывает напряжение и наблюдает следующую картину:

 + 1,5В, 0В, -2,5В, + 1В 

Отправитель может вычесть два набора значений, чтобы определить, какое напряжение должен быть приложен на другом конце:

 + 1в, -1в, -0,5в, + 2в 

Таким образом, один и тот же провод может использоваться как для отправки, так и для приема сигналов (данных) в одно и то же время.

Опять же, эти значения являются просто примерами для объяснения основной концепции.На самом деле уровни напряжения очень разные, а также учитывают наведенные электромагнитные помехи и электрические эхо вдоль самого медного провода. Кроме того, мы показываем подавление эха только с точки зрения одного провода в витой паре — противоположный провод все равно будет передавать точное обратное напряжение, как обсуждалось ранее.

Используя эту стратегию, все четыре пары проводов могут использоваться как для TX, так и для RX одновременно. Пары проводов по-прежнему являются витыми парами и, следовательно, по-прежнему используют те же стратегии, чтобы нейтрализовать входящие и исходящие электромагнитные помехи, о которых говорилось ранее.

Резюме

Если вы зашли так далеко, то теперь знаете, сколько нужно проводов Ethernet и витой пары. Было немного унизительно узнать об этом за эти годы и опубликовать эту статью. В каждый провод вложено столько технологий, но я выбросил бесчисленное количество кабелей, не задумываясь.

Проводка

Ethernet определенно полна технологий, которые мы легко принимаем как должное. Подумать только, даже в этой статье не учтены важные детали, чтобы оставаться (относительно) простой.

Коаксиальные видеокабели

Аналоговые сигналы (аудио или видео) требуют соответствующего экранирования для их защиты. от помех. Также они требуют достаточно малой емкости (относительной к сопротивлению источника и нагрузки), чтобы избежать высокочастотных потерь. Для передачи высокочастотных сигналов (видеосигналы, цифровое аудио, теле- / радиоантенна) вам понадобится кабель с правильным импедансом, соответствующим сопротивлению источника сигнала и приемника. Все, кроме самого дешевого кабеля правильного типа, обычно легко удовлетворяют этим требованиям.Например, любой качественный коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом подойдет для видео или цифровой звук в домашней системе. Даже в профессиональном системы.

Обычно традиционным кабелем для видеоустановок был RG-59. и РГ-6. RG-59 — стандартная шкала для многих не очень требовательных антенн. проводные приложения и для видео в основной полосе частот. Для качественной разводки антенного кабеля четырехэкранированный. Рекомендуется использовать полностью медный кабель RG-6 с центральным проводом. розетка с двумя такими Также доступны стальные медные центральные жилы, обеспечивают дополнительную жесткость, но являются не может работать с низкочастотными токами, используемыми для питания некоторых устройств.

Аудио и видео кабельные системы обычно строятся с использованием четырех различных типы кабелей: коаксиальные кабели 75 Ом для видеосигналов (как видеосигналы в основной полосе частот, так и сигналы антенны с радиочастотной модуляцией / кабельного телевидения) и цифрового звука, экранированные однопроводные кабели (конструкция, подобная коаксиальной) для несимметричных аналоговых сигналов аудиосигналы, используемые в бытовых аудиосистемах, экранированная витая пара для сбалансированные аналоговые и цифровые аудиосигналы, используемые в профессиональных аудиосистемах, и толстая изолированная пара проводов для подключения громкоговорителей.

Кроме того, некоторые В установках AV-систем для транспортировки используется неэкранированная витая пара. некоторые управляющие сигналы между оборудованием. На профессиональном телевидении вещательной среде вы также можете увидеть триаксиальные кабели, которые используются в индустрии телевещания для соединения телекамер. Триаксиальный кабель представляет собой коаксиальный кабель сопротивлением 75 Ом с двумя изолированными экранами для обеспечения нескольких функций через один кабель для вашей камеры, таких как питание. В телевизионной индустрии обычно используются две версии триаксиального кабеля: RG59 (3/8 дюйма) и RG11 (1/2 дюйма).

Это основные типы кабелей, используемые в разводке аудио / видео систем. Базовые системы электропроводки состоят из этих типов проводов. В некоторых приложениях неэкранированная витая пара (UTP), используемая в структурированных кабельных системах может использоваться как часть системы аудио / видео проводки. При указании типа кабеля для установки AV посмотрите на спецификации по затуханию, номинальным температурам, напряжению и току вместимость и тип используемой внешней оболочки.

При подключении видеооборудования коаксиальный кабель 75 Ом является стандартом для переносят видеосигналы.Выбор кабеля важен для достижения высокого качества дизайна. Установщики должны знать, когда использовать основной или широкополосный коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом, кабель RG-59, RG-6 или RG-11. Стандартная среда, устанавливаемая в видеоприложениях, — это 75-омный основной и широкополосный коаксиальный кабель. Большинство производителей публикуют спецификации, в которых перечислены характеристики кабелей. С точки зрения затухания, например, кабель основной полосы частот RG-59 может быть проложен до 600 футов (200 метров), а кабель основной полосы частот RG-6 и RG-11 эффективен до 850 футов (270 метров) и 1200 футов (400 метров). , соответственно.Для некоторых приложений, где требуется небольшой кабель для передачи видеосигнала. RG-179 / U используется довольно часто (есть также много мелких нестандартные коаксиальные кабели, используемые в основном как часть более крупных кабелей с несколько коаксиальных проводов). У этих меньших кабелей намного больше затухание по сравнению с кабелями большего размера, поэтому их можно использовать только для более коротких расстояния.

Однако длина широкополосного кабеля зависит от частоты канала. Для очень длинных трасс, когда в базовом и широкополосном кабелях будут возникать проблемы с затуханием, рассмотрите возможность использования оптоволоконного кабеля.Для приложений основной полосы частот обычно используется многомодовое волокно 62,5 / 125 мкм, в то время как для широкополосной связи обычно используется одномодовое волокно. Видеосигналы основной полосы частот также могут передаваться по неэкранированной витой паре (для этого вам понадобятся подходящие адаптеры). Рекомендуется использовать неэкранированный кабель не ниже категории 3, чтобы обеспечить характеристики затухания, аналогичные свойствам коаксиального кабеля. Этих свойств достаточно для использования UTP в таких приложениях, как передача видео на рабочий стол и сигналы камер видеонаблюдения.

Для большинства приложений видео в основной полосе частот практически любой хорошо сделанный 75-омный кабель подойдет.Основные требования к видеокабелю — адекватный экран, и надлежащее (75 Ом) импеданс. Для передачи видео подойдет обычный кабель RG-59 (или лучше). сигналы (композитное видео, S-видео, RGB, компонентное видео и т. д.) на большие расстояния. Для наилучшего качества видео в основной полосе частот Избегайте дешевого телевизионного антенного кабеля, используйте соответствующий профессиональный видеокабель, который имеет гораздо более тяжелую защиту.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для видеоподключений на короткие (менее 1 м) расстояния (композитное видео) можно даже отказаться от импеданса 75 Ом.Многие потребительские соединительные кабели BNC, которые поставляются с видеомагнитофонами и т. Д., Не имеют сопротивления 75 Ом. Поскольку они такие короткие, это не имеет значения. Для любых больших расстояний имеет значение импеданс.

Для передачи антенных сигналов лучше всего подходит телевизионный антенный кабель, потому что он имеет низкое затухание на высоких частотах и ​​хорошее экранирование этих радиочастот (некоторые свойства некоторые другие видеокабели не всегда есть). То же самое относится и к кабелю ТВ системы. В системах кабельного телевидения в центральной точке видеосигналы основной полосы частот 5–6 МГц подаются на отдельные модуляторы широкополосных каналов.Эти устройства модулируют сигналы кабельного телевидения на частотах от 50 до 450 МГц и распределяют их по приемникам. Для стационарных установок с антенной сигналов рекомендуется установка коаксиального кабеля RG-6. Также для этого подходит широкополосный кабель RG-11.

По тем или иным причинам производители стали выпускать и специализированные кабели для видео, которые удобны в использовании, но имеют низкую производительность. Одним из примеров такого кабеля является S-video-кабель, который обычно изготавливается из две жилы очень маленького (и с очень большими потерями) 75-омного коаксиального кабеля, оканчивающиеся либо заканчиваются разъемом с любым сопротивлением, кроме постоянного.С очень маленькими кабелями, которые легко собрать, мы платим платить за удобство силой сигнала.

Двухточечная проводка наиболее распространена для аналогового видео в основной полосе частот. видео наблюдение, одно такое приложение точка-точка, только одно изображение на кабель. Мониторы в аэропортах и ​​аналогичные дисплеи отображают одно изображение на кабель. Классное телевидение — одно изображение на кабель.

Коаксиальные кабели также доступны в различных типах RG. RG стенды для Radio Guide или Radio Grade и это термин, который используется, когда отправка радиочастотных (RF) сигналов по коаксиальному кабелю.75 Коаксиальный кабель с сопротивлением Ом бывает нескольких размеров. типы — RG-179, RG-59, RG-6, RG-7 и RG-11. Кабели RG-179 и RG-59 — наиболее часто используемые коаксиальные кабели. потому что они имеют небольшой диаметр и с ними легко работать. В Кабель RG-11 самый большой по диаметру, с ним труднее работать. Размеры RG-6 и RG-7 находятся между RG59 и RG11. В разница между типами RG заключается не только в размере, но и в характеристики затухания и, следовательно, передача расстояние. Как правило, ограничения передачи по коаксиальному кабелю для Видеонаблюдение будет выглядеть следующим образом:

RG-179 (минимаксный) имеет самое высокое затухание из всех.В Кабель 25 AWG может рассчитывать на расстояние до 500 футов цветного видео.

RG-59 имеет самое высокое затухание среди трех других типов. и вы можете рассчитывать получить расстояние примерно 750 — 1000 футов.

Данные RG-59

Вероятно, наиболее распространенным типом кабеля, используемого для передачи видеосигналов, является Коаксиальный кабель 75 Ом типа RG-59 B / U. Общие данные для этого кабеля:

 РГ-59 Б / У

        Спецификация: MIL - C - 17
        Импеданс: 75 3 Ом
        Затухание: 1 МГц 1,5 дБ / 100 м
                          100 МГц 12,0 дБ / 100м
        Емкость: 67 пФ / м
        Частота: 3 ГГц

 
Вот еще несколько подробных данных о кабель (данные с кабеля типа Belden 8263 RG-59 B / U, данные могут незначительно отличаться от производителя к производителю:
 Сопротивление: 75 Ом
  Индуктивность: 0.115 микогенри / фут
  Емкость: 20,5 пФ / фут
  Скорость распространения: 66%
  Задержка: 1,54 нс / фут
  Сопротивление проводника постоянному току: 49 Ом / 1000 футов
  Сопротивление экрана постоянному току: 2,6 Ом / 1000 футов
  Максимум. рабочее напряжение: 150 VRMS (UL) / 1700 VRMS (не UL)
  Температура: от -40 до +60 градусов Цельсия
  Мин. радиус изгиба: 2,5 дюйма
  Максимум. тянущее напряжение: 78 фунтов
  Номинальный вес: 35 фунтов / 1000 футов
  Материал проводника: сплошная неизолированная медь 23 AWG, сталь с кодом 0,023 дюйма.
  Изоляционный материал: полиэтилен.
  Диаметр изоляции проводника: 0.146 "
  Тип экрана: неизолированная медная оплетка с покрытием 95%
  Куртка: Незагрязняющий ПВХ (черный цвет)
  Диаметр кабеля: 0,242 дюйма
  Использование: подходит для внутреннего и наружного применения
   

Данные по затуханию для RG-59 B / U:

 МГц дБ / 100 футов
        ----- -----------
           1 .6
          10 1,1
          50 2,4
         100 3,4
         200 4,9
         400 7,0
         700 9,7
         900 11.1
        1000 12,0
   

Передаточное сопротивление на частоте 3 МГц 36 МОм / м.

ПРИМЕЧАНИЕ: оригинальный RG-59 B / U MIL-C-17 использует центр из стали с медным покрытием. condictor, Помимо этого типа многие производители кабелей производим также версии RG-59 с центральным проводником из чистой меди (меньшее сопротивление, более гибкая конструкция кабеля).

RG-6

Другой широко используемый тип кабеля — RG-6. Это высококачественный коаксиальный кабель 75 Ом, обычно используемый для антенна и проводка кабельного телевидения.RG-6 — это кабель более высокого класса, чем RG-59, и поэтому лучший выбор там, где важна производительность. Он использует больший центральный провод с большей емкостью (18 AWG) и больший изолирующий диэлектрик. Он также может иметь дополнительные экраны из фольги или оплетки (как в типах с тремя и четырьмя экранами) для борьбы с электромагнитными помехами.

Данные для сравнения кабелей

Общие данные о некоторых других коаксиальных кабелях 75 Ом по сравнению с RG-59 (большинство данных с http://dct.draka.com.sg/coaxial_cables.htm и http://users.viawest.net/~aloomis/coaxdat.htm и каталог Tasker):

 Тип кабеля RG-6 RG-59 B / U RG-11 RG-11 A / U RG-12 A / U TELLU 13 Tasker RGB-75
Импеданс (Ом) 75 75 75 75 75 75 75 75
Погрешность импеданса + -2 Ом + -3 Ом + -2 Ом + -3%
Материал проводника Bare Copper Bare Tinned Tinned Bare Bare
                      Медь Посаженная Медь Медь Медь Медь Медь
                                  Сталь
Жилы проводов 1 1 1 7 7 1 10
Жила проводника (мм2) 0.95 0,58 1,63 0,40 0,40 Диаметр 1 мм Диаметр 0,10 мм
Сопротивление (Ом / км) 44159 21 21 22210
Изоляционный материал Пена ПЭ Пена ПЭ ПЭ Пена ПЭ
Диаметр изоляции 4,6 мм 3,7 мм 7,24 мм 7,25 мм 9,25 мм
Внешний проводник Алюминий, неизолированный алюминий, неизолированное основание, луженая медь
                      полиэфирная медь полиэфирная медная медная фольга под медью
                      лента и проволока лента и проволока проволока голая медь
                      оловянная медная оплетка оловянная медная оплетка оплетка
                      тесьма тесьма
Покрытие Фольга 100% 95% Фольга 100% 95% 95% Фольга ~ 95%
                      тесьма 61% тесьма 61% тесьма 66%
Сопротивление (Ом / км) 6.5 8,5 4 4 12 ~ 40
Наружная оболочка PVC PVC PVC PVC PE PVC (white) PVC
Внешний диаметр 6,90 мм 6,15 мм 10,3 мм 10,3 мм 14,1 мм 7,0 мм 2,8 мм
Емкость на метр 67 пФ 67 пФ 57 пФ 67 пФ 67 пФ 55 пФ ~ 85 пФ
Емкость на фут 18,6 20,5 16,9 20,6 20,6 пФ
Скорость 78% 66% 78% 66% 66% 80% 66%
Коэффициент экранирования 80 дБ
Типичное напряжение (макс.) 2000 В 5000 В 1500 В
Вес (г / м) 59 56 108 140 220 58
Затухание дБ / 100 м
5 МГц 2.5 1,5
50 МГц 5,3 8 3,3 4,6 4,6 4,7 19,5
100 МГц 8,5 12 4,9 7 7 6,2 28,5
200 МГц 10 18 7,2 10 10 8,6 35,6
400 МГц 12,5 24 10,5 14 14 12,6 60,0
500 МГц 16,2 27.5 12,1 16 16 ~ 14 ~ 70
900 МГц 21 39,5 17,1 24 24 19,2 90,0
2150 МГц 31,6
3000 МГц 37,4
 
ПРИМЕЧАНИЕ. Цифры со знаком ~ перед ними являются приблизительными расчетами и / или измерениями. из кабелей или данных кабеля. Эти номера не взяты из документации производителя.ПРИМЕЧАНИЕ 2: Некоторые из упомянутых выше кабелей доступны в специальных версиях с пеной. изоляционный материал. Это изменяет емкость на несколько более низкую. значение и дает более высокую скорость (обычно около 0,80).

Какой кабель для чего использовать

Как широкополосное РЧ видео, так и основная полоса (низкочастотная RF) обычно передаются с помощью коаксиальных кабелей с сопротивлением 75 Ом. Часто бывает различия в конструкции этих кабелей в зависимости от переносимые частотные диапазоны.

Диапазон широкополосных видеосигналов (антенна, кабельное телевидение и спутник) до сотен МГц или даже выше в случае некоторых питание спутниковых тарелок.Поскольку частоты такие высокие, «скин-эффект» в проводниках кабеля ограничивает ток до очень тонкий слой на поверхности проводника. Чтобы сохранить потери в кабель низкий, нужен провод достаточно большого диаметра (с относительно большая площадь поверхности). Большинство кабелей RG-6 относятся к этому типу … в некоторых вариантах используется центральный многожильный медный провод, в некоторых — сплошной медь, и (я полагаю) некоторые используют «медную сварку» (стальной сердечник, тонкий медная оболочка) для прочности на разрыв на длинных участках кабельного телевидения.Как В результате толщины и конструкции проводника RG-6 часто бывает довольно жесткий кабель.

Композитное и компонентное видео обычно называют «основной полосой». сигналы, и их частотный состав не поднимается выше нескольких МГц (несколько десятков МГц или около 150-200 МГц на некоторых очень высокочастотные компьютерные сигналы). Вы можете получить меньшие потери с более тонким (часто многожильным) проводником, и, следовательно, иметь более гибкий и простой в прокладке кабель. Следовательно, композитные видеокабели, вероятно, лучше подходит для передачи запрещенного видео, чем широкополосный коаксиальный кабель RG-6.То же, что и для композитного видео, применимо и к компонентному видео. Отдельные компонентные видеосигналы существенно не отличаются от композитных.

Кабельные соединители

Наиболее часто используемый разъем в проводке видео — разъем BNC. Поскольку в кабеле использовался кабель 75 Ом, правильный тип разъема для Этот кабель имеет разъем BNC на 75 Ом. Традиционное использование 50-омных разъемов BNC на 75-омном кабеле с аналоговым оборудованием (видео и телекоммуникации) оказывает небольшое искажение на сигнал на частотах ниже 300 МГц.Однако цифровые сигналы в приложениях видео и телефонии требуют использования разъемов на 75 Ом.

Самая ранняя система кабельного телевидения и разводка домашних антенн, по сути, представляют собой просто стратегически размещенные антенны (или другие источники сигнала) с очень длинными кабелями, соединяющими их с телевизорами абонентов. Так что это, по сути, очень большая сеть распределения радиосигналов.

Системы кабельного телевидения и другие большие телевизионные антенные системы традиционно построенный с использованием коаксиального кабеля RG-6 или RG-11, который заканчивается F-коннектором (или антенный разъем IEC в европейских странах).Кабель RG-6 является предпочтительным кабелем для разводки внутренней антенны. РГ-6 — оценка качества; некоторые производители используют марки RG-59 или ниже, но вам следует избегать этого, так как качество вашего изображения будет не таким хорошим (большие потери в кабеле и не очень хорошее экранирование на высоких частотах).

В коаксиальном кабеле, подобном тому, который передает сигналы кабельного телевидения в ваш дом, радиосигналы распространяются со скоростью примерно две трети скорости света. Пропускная способность системы влияет на то, какие и сколько телеканалов можно передавать по проводке.Ранние системы кабельного телевидения в США работали на частоте 200 МГц, что позволяло использовать 33 канала. По мере развития технологий полоса пропускания увеличивалась до 300, 400, 500 и теперь 550 МГц или даже почти до 1 ГГц. По оценкам, сегодня в США более 60 миллионов абонентов кабельного телевидения.

Антенные сети обычно состоят из источника сигнала (антенна или стойка модулятора), усилителей сигнала, кабеля, разветвителей и антенных выходов. Вся система телевизионных антенн рассчитана на импеданс 75 Ом, что означает что все компоненты подходят для этого импеданса.

В сетях телевизионных антенн используется коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом. Длина кабеля с медной оплеткой RG59 не должна превышать 750 футов (250 метров). в то время как медная оплетка RF6 подходит для 1500 футов (500 метров). РЧ-сигнал обычно разделяется на несколько выходов телевизионных антенн с помощью разветвителей. Потери 2-полосного разветвителя составляют примерно 4-6 дБ и 6-9 дБ для 4-полосного типа. Потери сигнала следует компенсировать усиленным сигналом.

Разветвители используются для разделения одного входящего провода на два или более выходов.Сплиттеры равномерно распределяют мощность входящего сигнала на выходы и поддерживать согласование импеданса в системах. Разветвители обеспечивают изоляцию между приемниками (без изоляция одного приемника может ухудшить качество проходящих сигналов. к другим приемникам). При использовании разветвителей убедитесь, что все неиспользуемые выходы отключены. с терминатором 75 Ом, чтобы избежать отражений сигнала и ухудшения качества производительность сплиттера.

Добавьте усилители, чтобы компенсировать потери, когда сигнал должен пройти большие расстояния по кабелю (добавьте усилители на конец кабеля, являющийся источником сигнала).Длинные кабели ослабят сигнал, что означает увеличение шума при передаче аналогового телевидения и увеличение количества ошибок передачи при передаче цифрового телевидения. Усилители также необходимы для компенсации потерь от разделения сигнала. Добавьте аттенюаторы, если сигнал слишком сильный. Многие усилители имеют регулятор усиления, который может отрегулировать так, чтобы местные станции с сильным сигналом не вызывали сигнал перегрузка. Добавляйте компенсаторы наклона на длинных участках (кабели logn ослабляют высокие частоты больше, чем низкие частоты, компенсатор наклона компенсирует это).

Простейшие антенные розетки — это просто F-разъемы на конце антенного кабеля, идущего от стены (это обычно используется в США). Антенной розеткой также может быть настенная розетка с F-коннектором. В Европе антенные разъемы IEC / DIN45325 (коаксиальные разъемы 9,5 мм) обычно используются. В больших антенных сетях используются специальные антенные розетки. Эти розетки иметь следующий функционал: ослаблять сигнал от входящего подключите к выходам и фильтруйте разные частоты на разные выходы (ТВ и радио).Ослабление сигнала обычно используется для обеспечения некоторого изоляция между входным сигнальным кабелем антенны и выходным разъемом чтобы то, что подключено к розетке, не мешало тому, что находится в линии (так что не имеет значения, есть ли свободная розетка, просто кусок антенного кабеля или телевизор подключен). Изоляция между выходным и сигнальным кабелями особенно необходим в антенных сетях, использующих гирляндную антенну магазины. Обычно системы стремятся к изоляции 20 дБ или лучше. между различными антенными выходами в системе.

Стандартная процедура для новых домов — установка распределительной коробки в подвале. Кабель от антенны или источника кабельного ТВ войдет в распределительную коробку, и будут кабели, идущие в каждое место может понадобиться телевизор. С этим, вы можете сделать практически любое разбиение, которое вам может понадобиться. Ну почти все.

Идеальная система распределения видео имеет сбалансированный уровень сигнала на всех оконечных точках. Во многих европейских странах уровень сигнала на антенном разъеме должен быть в пределах -60.0,80 дБмВт. Более низкий уровень сигнала вызывает шум в изображении, а более высокий уровень вызывает проблемы. В США максимальный уровень сигнала на телевизионную розетку, разрешенный FCC, составляет 15,5 дБмВ (системы стремятся обеспечить не менее 10 дБмВ, устройства обычно хорошо работают в диапазоне 0–20 дБмВ).

В настоящее время предпочтительным методом подключения антенной сети внутри дома является использовать антенную разводку «звездообразной» формы. Это означает, что из каждой антенной розетки один кабель от розетки до антенного распределительного центра, где большой разветвитель разделяет сигнал на все эти выходы.Эта договоренность дает лучшую производительность и является наиболее гибким (если у вас два или более к ним относятся разветвители в распределительном центре с различными услугами, к разным антенным выходам можно подключить разные сервисы).

Примечание по кабелю на 300 Ом: когда-то в истории антенных сетей плоский Был популярен антенный кабель с двумя выводами на 300 Ом. Использование этого не в настоящее время широко используется из-за низкой производительности по сравнению с сегодняшними стандартами. Вы почти наверняка получите лучшие результаты с коаксиальной (круглой) антенной. кабель, а не «двухпроводной» (плоский) кабель на 300 Ом.Плоский кабель не экранирован и принимает (и излучает) по всей своей длине. Если у вас все еще используется какое-то устройство с подключением на 300 Ом, тогда используйте антенный балун для преобразования между интерфейсом 300 Ом и стандартным Коаксиальная проводка 75 Ом. В некоторых специальных приложениях «twinlead» все еще может быть полезен при осторожном использовании. планирование. Преимущество коаксиального кабеля перед плоским 300-омным кабелем состоит в том, что можно использовать более длинные участки. используется без ухудшения качества сигнала (плоская лестничная линия — кабель с наименьшими потерями). Шлейф при скручивании в установленном порядке (6 витков на метр) на самом деле довольно невосприимчив к ложным сигналам размещенных вдали от объектов.Коаксиальный кабель, безусловно, лучше при размещении рядом с объектами, так как плоский Кабель не должен содержать предметов, особенно металлических. Я не рекомендую 300-омный «твинвин» в любой новой установке.

Прежде всего, следите за всей проводкой, связанной с электропроводкой. требования при установке коаксиальных кабелей. В США эти правила находятся в NEC и, возможно, дополнены местные строительные нормы и правила. В других странах действуют свои правила.

Равномерно распределите тяговое усилие по кабель и не превышайте минимальный изгиб радиус.Превышение максимального тягового усилия или минимальный радиус изгиба кабеля может вызвать необратимые повреждения как механически, так и электрически к кабелю.

При протягивании кабеля через кабелепровод очистите и полностью удалите из кабелепровода и используйте смазочные материалы в больших пробегах.

Для установки Outdooe требуются специальные методы установки, которые позволит кабелю выдерживать суровые условия окружающей среды. При использовании кабеля в воздушном пространстве привяжите кабель к стальному тросу.Это будет помогают поддерживать кабель и уменьшают нагрузку на кабель во время ветра, снег и ледяные бури. При прямом закапывании кабеля прокладывайте кабель без напряжение, поэтому он не будет нагружен, когда вокруг него будет набита земля. При закапывании в каменистый грунт засыпьте траншею песком. В регионах с холодным климатом прокладывайте кабель ниже линии замерзания.

Существует множество способов заделки кабелей. Прекращение используемый метод в основном зависит от установленной системы, типа кабеля используемый и тип разъема.Использование правильного метода завершения обеспечивает хорошую механическую и электрическую целостность.

Разъем под пайку можно использовать на одножильных или многожильных проводниках. Он хорошо работает при правильной установке.

Обжимной метод, вероятно, самый популярный метод прекращения Разъемы BNC на коаксиальном кабеле. Как и метод пайки, он может быть используется на одножильных или многожильных проводниках и обеспечивает хорошее механическое и электрическое подключение. Соединение обжимного типа обеспечивает быструю и простую установку, в то время как все еще поддерживая механическое и электрическое соединение, довольно близкое к прекращение типа припоя.Самый распространенный метод обжима предполагает два обжима. Один находится на изоляция для более прочного механического соединения, и один находится на провод или экран для хорошего электрического соединения. Не забудьте использовать разъем подходящего размера для коаксиального кабеля того размера, который вам нужен. с использованием. Очень важно плотно прилегать к кабелю. важный. При обжиме разъема используйте подходящий инструмент!

Метод Twist-on — самый быстрый способ отключить коаксиальный кабель; однако у него есть некоторые недостатки. В этом типе соединителя центральный провод перерезается центральный штифт на разъеме, поэтому слишком сильное скручивание может привести к повреждению центральный проводник.Конструкция Twist-on менее надежна, чем другие методы. Закручивающаяся заделка не рекомендуется для установки с панорамированием и наклоном. потому что постоянное движение может ослабить разъем.

Традиционное использование разъема 50. BNC с коаксиальным кабелем 75. в аналоговая видеосистема, работающая на частотах ниже 300 МГц, будет иметь небольшое искажение сигнала. Однако приложения для цифрового и аналогового видео приложения с частотой выше 300 МГц требуют использования разъема 75. с 75. коаксиальный кабель.

Обычно лучший способ проверить кабели — это провести тест в предназначенном для этого месте. система — предоставить известную информацию из предполагаемого источника и проанализировать выход на входе или выходе предполагаемой нагрузки.

Самая распространенная неисправность кабеля — обрыв цепи, обычно из-за проблемы вблизи или на концах кабелей. Простой омметр теста вообще хватает.

Тестирование коаксиального кабеля 75 Ом включает следующие тесты:

  • Проверка целостности центрального проводника и экрана
  • Измерение затухания
  • Измерение длины

Проверка длины коаксиального кабеля и целостности импеданса обычно выполняется с использованием временной области рефлектометр (TDR), который передает импульс по кабелю, и измеряет прошедшее время, пока не получит отражение от дальний конец кабеля.Каждый тип кабеля передает сигналы на что-то меньшее, чем скорость света.

Помехи сигналам и экранирование кабеля

Хорошо спроектированный кабель состоит из множества важных независимых элементов. В последнее время экранирование стало таким же важным элементом, как и любой другой элемент дизайна. Растущая сложность современных систем связи и управления в сочетании с увеличением расстояний, необходимых для передачи сигналов и управления, привели к экспоненциальному увеличению количества отказов, связанных с электрическими помехами (шумом).В зависимости от приложения, кабели могут подвергаться неблагоприятному воздействию EMI / RFI / ESI (электромагнитные помехи, радиочастотные помехи, электростатические помехи), также известные как «помехи сигнала». помехи сигнала, правильное экранирование жизненно важно.

Помехи сигнала

Согласно отраслевым техническим данным, существует четыре основных источника помех сигнала.

  • Статический шум: Возникает, когда электрическое поле искажает сигнал, и его можно уменьшить, используя сплошные экраны из фольги, которые обеспечивают 100% эффективность экранирования и соответствующие методы заземления.
  • Магнитный шум: исходит от больших электродвигателей переменного тока, трансформаторов и рубильных выключателей и может настраивать потоки тока, противоположные прибору. Самый простой и лучший способ устранения магнитного шума — это использование сигнальной проводки на основе витой пары.
  • Синфазный шум: Возникает в результате протекания тока между разными потенциальными заземлениями, расположенными в разных точках внутри системы. Решение этой проблемы требует тщательно спроектированной и правильно установленной системы питания и заземления.
  • Перекрестные помехи: Относится к наложению импульсных сигналов постоянного или переменного тока между двумя или более соседними проводами или кабелями. Наиболее эффективное средство смягчения последствий — это индивидуально экранированные витые пары.

Если обнаружится, что шум будет представлять проблему, необходимо определить, является ли шум низким, средним или высоким уровнем.

В таблице ниже приведены обобщенные уровни шума:

Уровень шума Источники шума Типичное расположение
Высокая Электротехнические процессы, большие двигатели, генераторы, трансформаторы, Индукционный нагрев, Релейное управление, Линии электропередач Тяжелые перерабатывающие предприятия, такие как сталелитейные и литейные заводы
Средний Средние двигатели-генераторы, трансформаторы Реле управления Средние предприятия-производители
Низкая Малые двигатели, генераторы, трансформаторы Склады, лаборатории, офисы и легкие сборочные производства

После определения типа / уровня шума можно лучше выбрать наиболее подходящий тип экранирования.

Экранирование кабеля

Экранирование окружает силовые проводники кабеля и защищает их за счет (1) отражения помех сигнала, а также (2) улавливания шума и его заземления. Multi / Cable предлагает различные варианты экранирования и разную степень эффективности экранирования. При выборе типа / количества необходимого экранирования учитывайте следующие факторы:

  • Тип помех сигнала — EMI, RFI или ESI
  • Уровень шума
  • Конфигурация системы
  • Стоимость кабеля — нужно ли дополнительное экранирование?
  • Диаметр, вес и гибкость кабеля

Multi / Cable обычно использует фольгу или оплетку или и фольгу, и оплетку при экранировании кабелей.

Экран из фольги:

Хорошо

  • Защита на частотах выше 15 кГц
  • 100% покрытие проводников с сердечником
  • Легкий
  • Низкая стоимость

В экранировании из фольги используется экран из фольги из алюминия / полиэстера или алюминия / каптона (обращенный внутрь) со 100% покрытием и непрерывным контактом со спирально обслуживаемым медным луженым проводом заземления (на один размер AWG меньше, чем изолированные проводники). Дренажный провод используется для создания электрического соединения между экраном и землей цепи.Экранирование из фольги может быть применено к отдельным проводам, витым парам или тройкам, или как общий экран из фольги.

Плетеный щит:

Лучше

  • Защита на низких частотах (до 15 кГц)
  • Устойчивость к электромагнитным и радиочастотным помехам в приложениях питания, управления и передачи данных
  • Высокая физическая прочность

Экранирование оплеткой представляет собой плетеную сетку из неизолированных, луженых, серебряных или никелированных медных проводов. Экранирующая оплетка Multi / Cable обеспечивает покрытие не менее 85%.Экраны из оплетки обеспечивают путь к земле с низким сопротивлением, и их намного легче заканчивать при подключении к разъему. Поскольку медь имеет более высокую проводимость, чем алюминий, а плетение обеспечивает большую массу для проводящего шума, оплетка более эффективна в качестве экрана.

MultiShield (фольга и оплетка):

Best

  • Защита во всем диапазоне частот
  • Высокая физическая прочность
  • Легкость прекращения

Для очень шумной среды и там, где важна физическая прочность, рекомендуется использовать несколько слоев экранирования (фольга / оплетка). Multi / Cable Экран MultiShield «фольга и оплетка» использует тройную ламинатную фольгу (алюминий / полиэстер / алюминий) с дренажем на один размер AWG меньше, чем изолированные проводники, а также общую луженую медную оплетку для повышения физической прочности и превосходного экранирования от помех сигнала. В многожильных кабелях отдельные пары иногда экранируются фольгой, чтобы обеспечить защиту от перекрестных помех между парами.

Для получения более точной информации об экранировании кабеля обратитесь к своему дружественному партнеру по продажам или проектированию Multi / Cable.

Общие сведения о проводах и кабелях для аудио и видео

Общие сведения о проводах и кабелях для аудио и видео

Прежде чем мы перейдем к самим кабелям, вам нужно знать, что такое проводник.

Проводников

Что такое дирижер?

Электрический проводник — это элемент (помните периодическую таблицу в химии?), Который проводит электричество, в отличие от изолятора, который этого не делает, или полупроводника, который пропускает некоторое количество электричества.Существуют также сплавы, которые имеют разные электрические характеристики, и покрытия или другие элементы контактов, например, в разъемах, которые также имеют электрические характеристики, а также химические характеристики в их применениях. Проще говоря — дело не только в том, чтобы соединить металл с металлом, и у вас будет хорошее соединение. Лучшие конструкции подключения учитывают материалы разъема источника, материалы разъема приемного устройства, материалы разъема кабеля, материалы проводника, а также электрические и химические способы их взаимодействия друг с другом.

Встречайте проводников — серебро, медь, золото, олово, никель, сталь

Серебро — лучший проводник с очень небольшим краем над медью. Серебро также обладает преимуществом окисления, которое проводит так же, как неокисленное серебро.

Медь — следующий лучший проводник, сопротивление которого примерно в 1,05 раза превышает сопротивление серебра, и из-за своей более низкой стоимости является наиболее часто используемым проводником для аудио- и видеокабелей. К сожалению, окисление меди является полупроводником, и его следует избегать из-за «скин-эффекта», который заставляет высокие частоты использовать внешнюю сторону проводника на высоких частотах.Если внешняя часть проводника окисляется, ухудшаются характеристики на очень высоких частотах. Примечание. Это не оказывает существенного влияния на диапазон звуковых частот. (Подробнее о скин-эффекте см. Библиотеку статей на сайте Audioholics)

Золото имеет сопротивление примерно в 1,4 раза больше, чем медь, и не окисляется, что делает его популярным покрытием для аудио- и видеоразъемов.

Олово является плохим проводником, его сопротивление примерно в 8,5 раз больше, чем у меди, но оно имеет хорошую стойкость к окислению, а оксид имеет хорошую проводимость.Олово довольно часто используется для защиты меди от коррозии.

Никель имеет сопротивление примерно в 4,5 раза больше, чем медь, хорошее сопротивление окислению и хорошую проводимость оксидов. Никель — очень распространенное покрытие разъемов.

Сталь примерно в 7 раз превышает сопротивление меди, низкую стойкость к окислению и низкую оксидную проводимость. Сталь обычно используется только в высокочастотных кабелях с медным покрытием, которым требуется очень высокая прочность.

Разъемы, материалы проводов и коррозия
Разъемы делают еще более непроницаемыми для проводов и соединений, коррозии и окисления.Если все сделать неправильно, они действительно могут увеличить вероятность.

OFC — OFC Медь отжигается в бескислородной атмосфере. Хотя при этом должна получиться немного более чистая форма меди, которая должна иметь немного лучшую проводимость и пониженный скин-эффект, общие производственные технологии, а также применяемая изоляция могут иметь значительное влияние на то, останутся ли провод или кабель «бескислородными». . Плохая изоляция или плохо нанесенная изоляция приведет к окислению «бескислородных» проводов или кабелей так же, как не бескислородных проводов или кабелей.

Виды разводки и «рождение» аудио / видеокабеля


Скрытая проводка — Скрытая проводка — это когда отдельные проводники каким-либо образом (провода или дорожки печатной платы) проходят к компонентам схемы или входным / выходным соединениям, к которым они должны подключиться. В некоторых схемах, особенно в соединениях, не связанных с сигналом, путь или взаимодействие этих типов проводов друг с другом не особенно важны, если они в разумной степени отделены друг от друга.Чем ближе они подойдут, тем больше вероятность того, что они начнут взаимодействовать. Все это исчезает, когда сигнал или «изменение» (вызвано ли они переменным током, аналоговыми сигналами или цифровыми сигналами — в основном, любым типом изменения тока или напряжения) становятся частью микса.

Пример: Два провода расположены близко друг к другу, а два других провода расположены дальше друг от друга. Более близкие провода действуют больше как конденсатор (имеют большую емкость), чем вторые два провода. Если схема находится в состоянии покоя — «в состоянии покоя» (никаких изменений не происходит), существует потенциальный накопитель энергии из-за емкости, но без изменений, это не влияет на какой-либо сигнал, поскольку нет никаких изменений.Если затем вы создадите изменение или сигнал, который вызывает прохождение электрического тока, два набора проводов могут затем повлиять на эти изменения из-за емкости, индуктивности и т. Д., И создаваемые изменения могут быть разными в зависимости от частоты сигнал задействован и характеристики проводов и схемы в целом.

Пример: Провод, по которому течет ток, имеет магнитное поле. Два провода, близко расположенные друг к другу, через них протекает ток, оба имеют магнитные поля.Два магнитных поля будут взаимодействовать друг с другом, если они достаточно близки, и это взаимодействие будет влиять на токи, протекающие по проводам, в большей или меньшей степени, в зависимости от скорости изменения. Если провода являются сигнальными проводами типа «отправка и возврат», ток будет противоположным. Если ток протекает противоположно, магнитные поля имеют противоположные направления.

Электромагнитный шум, воздействующий на эти противоположные поля, нейтрализуется (зависит от частоты и расстояния между проводниками) — таким образом рождается усовершенствование для передачи сигнала, называемое кабелем.

_______________________
Интересное примечание: наш лучший друг, Солнце и другие межзвездные объекты создают электромагнитный шум различной частоты. Хотя черная дыра в тысячах световых лет от нас не вызовет никаких проблем с вашими кабелями, Солнце — измеримая причина шума на Земле.

____________________________

Типы кабелей

Парные провода

Провода, конфигурация которых сохраняет их несколько близко друг к другу, представляют собой парные провода.Спаренные провода могут противостоять некоторому шуму из-за подавления сигналов, создаваемых на проводах электромагнитным шумом, идущим в том же направлении, и подавляются из-за противоположного направления тока, протекающего по проводам, с точки зрения приемного устройства.

Эээ, сложно представить и объяснить. Может быть, это поможет — если бы шум мог создавать противоположный эффект, он бы усилил ток, текущий через оба проводника, и был бы аддитивным сигналом. Чем ближе провода вместе, тем больше шумоподавление.Чем ближе друг к другу два провода заданного размера, тем больше их емкость и ниже их индуктивность.

Витая пара

Витые пары — это провода, которые расположены близко друг к другу или скручены друг с другом. Скручивание проводов вместе упрощает удержание проводов близко друг к другу и, кроме того, значительно увеличивает подавление шума из-за самого скручивания, создавая более или менее равное воздействие шумового сигнала в зависимости от коэффициента скручивания и частоты генерируемого шумом поля.Мягкий поворот будет работать для низких частот, тогда как более крутые и крутые повороты необходимы для более высоких и высоких частот. Постоянство скручивания очень важно для надлежащего шумоподавления, а также постоянный интервал для обеспечения постоянной емкости и индуктивности.

Емкость — Чем ближе провода заданного размера, тем больше емкость. Чем больше калибр двух проводов на одинаковом расстоянии, тем больше емкость. Чем выше диэлектрическая проницаемость изолятора, тем выше емкость.

Индуктивность — Чем ближе провода заданного размера, тем меньше индуктивность. Чем больше размер проводов на заданном расстоянии, тем ниже индуктивность.

Сопротивление — Зависит от калибра проволоки и материала.

Импеданс — Зависит от расстояния между проводами, материала проводов, диэлектрической проницаемости изоляции и частоты. На более высоких частотах витые пары обладают так называемым «характеристическим импедансом». * Подробнее об этом см. В разделе, посвященном коаксиальному кабелю.

EMI (электромагнитные помехи) — Кабели витой пары имеют подавление электромагнитных помех (EMI). Это подавление становится все более эффективным на более низких частотах, и, в отличие от коаксиального кабеля, витые пары имеют защиту от электромагнитных помех на частотах ниже 1 кГц.

Витая пара с экраном (симметричные кабели)

Экранированная витая пара — это витая пара с экраном (оплеткой или фольгой и т. Д.), Окружающим витую пару. Обычно используется в сбалансированном аудио, у вас есть витая пара с общим заземлением, которое электрически находится между ними.Между каждым проводом и экраном подаются сигналы противоположной полярности. Используя трансформатор или электрическую схему, сигналы объединяются вместе, инвертируя их полярности, поэтому они являются аддитивными, а шум на них — вычитающим. Таким образом, такие симметричные линии обладают даже большей помехозащищенностью, чем витые пары, и отлично подходят для передачи сигналов на очень большие расстояния с очень низким уровнем шума. Существуют ограничения по частоте, поскольку скручивание может быть только настолько сильным, а достижение большей степени согласованности становится все труднее и труднее.

Коаксиальный кабель

Область, в которой коаксиальные кабели образуют витые пары и поэтому так полезны для многих приложений, — это поддержание постоянного импеданса, что становится очень важным на более высоких частотах.

Центральный проводник, диэлектрик, экран, сток — Коаксиальный кабель выглядит как круг с концентрическими кольцами из разных материалов, которые делают грязную работу. Существует множество конфигураций, некоторые из них имеют несколько экранов разных или похожих типов, а некоторые имеют «дренажный провод» — провод, идущий вместе с экраном.Самый внешний слой — это оболочка кабеля, изолятор и защита экрана (ов). Далее идет защитный слой (и). Экран является одним из двух проводников вместе с центральным проводником. «Сигнал» передается как по экрану, так и по центральному проводнику. Внутри экрана между ним и центральным проводником находится изолятор, который иногда называют диэлектриком. Материал и размер сильно влияют на характеристики кабеля, особенно на высоких частотах.

Импеданс — Импеданс — это способность кабеля препятствовать прохождению электрического сигнала.Импеданс изменяется по частоте, потому что он определяется индуктивностью и емкостью кабеля, которые в коаксиальном кабеле определяются соотношением диаметра центрального проводника, диаметра экрана и диэлектрической проницаемости изолятора между ними. их. Общая спецификация, которую вы увидите в рекламе коаксиальных кабелей, — это «характеристический импеданс». Для звуковых сигналов, которые имеют относительно низкую частоту, характеристический импеданс не имеет смысла, поскольку длины волн сигналов наивысшей частоты обычно в тысячи раз длиннее, чем у кабелей, по которым они передаются.Из-за этого отражения не имеют значения. Когда частота увеличивается и фактическая длина волны, проходящей по медному проводу, приближается к длине кабеля, характеристический импеданс становится очень важным. Обычно это диапазон МГц, и поэтому характеристический импеданс так важен для видео- и цифровых аудиосигналов.

Характеристический импеданс — это импеданс на кабеле, при согласованном входном и выходном импедансах на кабеле не будет отражений. Устройство вывода и устройство ввода должны соответствовать характеристическому сопротивлению кабеля, чтобы минимизировать отражения и потери сигнала.Конечно, в реальном мире ни один кабель не может быть идеально однородным по размеру и форме, поэтому небольшие дефекты в производственном процессе могут реально повлиять на характеристики кабеля, особенно при увеличении частот.

Емкость — Емкость снова уменьшается с расстоянием между проводниками и размером проводов, как и со всеми проводниками. Емкость увеличивается с увеличением диэлектрической проницаемости изолятора между проводниками.

Индуктивность Индуктивность обычно является небольшим фактором в коаксиальных кабелях, поскольку они прямые, а не скрученные, и обычно используются в высокочастотных, а не низкочастотных приложениях.Еще раз, величина индуктивности зависит от размеров проводников и их близости. Чем ближе и больше, тем меньше индуктивность.

Скорость распространения и диэлектрические характеристики — Скорость распространения (VP) — это процент скорости света в вакууме, при котором сигнал может проходить через кабель. Это напрямую связано с диэлектрической проницаемостью изоляции между центральным и внешним проводниками. ПВХ имеет относительно низкую скорость распространения по сравнению с полиэтиленом (PE), полипропиленом (PP) или тефлоновыми диэлектриками — этилен-пропиленом (FEP) или тетрафторэтиленом (TFE).Воздух или другие газы часто используются для «вспенивания» диэлектриков — добавление воздуха, который имеет значение, близкое к 100 VP, снижает общее VP диэлектриков из полиэтилена, полипропилена или тефлона примерно до 78%.

Проводники, диэлектрики и миграция — Изоляция между проводниками может быть более жесткой или более мягкой, а проводники могут перемещаться на расчетное расстояние друг от друга путем скручивания или изгиба кабеля. Это изменит емкость, индуктивность и характеристическое сопротивление. Поместите один хороший изгиб кабеля, и теперь у вас будут сильные отражения, потеря сигнала и искажение.При вспенивании диэлектриков необходимо проявлять осторожность, поскольку это смягчает изоляцию и позволяет центральному проводнику смещаться от центра при изгибе кабеля, особенно в случае сплошных проводников. Вспенивание «высокой плотности» с твердыми ячейками и вспенивание с нагнетанием газа могут в значительной степени облегчить эту проблему.

Экранирование — Типы экранирования и свойства:

Плетеные, обслуживаемые экраны и фольга — Плетение — это, как это звучит, «плетение» материала проводника, который в данном случае окружает внутренний изолятор и центральный проводник.Обслуживаемые экраны представляют собой слой отдельных жилок, уложенных одна рядом с другой со спиральным витком вокруг изолятора и проводника. Фольга — это в значительной степени то, на что она похожа — чрезвычайно тонкая, сплошная (не многожильная) фольга, похожая на экран, окружающая изоляцию и внутренний проводник и часто внутри и / или снаружи другого экрана.

Покрытие и частота — Обслуживаемый экран отлично подходит для покрытия на более низких частотах, по крайней мере, до тех пор, пока он не изогнут, что сделает их более восприимчивыми к шуму.Тесьма отлично подходит для покрытия, а двойная коса покрывает примерно до 95%. Чем плотнее оплетка, тем меньше «дыр» и тем выше должна быть частота для проникновения через экран. Очевидно, что в двойной оплетке будут отверстия меньшего размера, а оплетка из фольги может обеспечить до 100% покрытия. Так почему бы просто не использовать фольгу? Разве не на 100% идеально? Нет, потому что фольга просто не дает стабильного и постоянного импеданса по длине кабеля, прочности или устойчивости при изгибе. Многие чрезвычайно дешевые аудио- и видеокабели сделаны с простым экраном из фольги — они очень легко ломаются и, как правило, очень плохо работают.

Трибоэлектрические эффекты, микрофонные эффекты (шум обработки) — Изгиб, скручивание или кратковременные удары по кабелю о пол и т. Д. Во время использования вызовут «щелчки», «треск», «треск» и другие шумы в помещении. сигнал из-за быстрого изменения емкости между проводниками. Обычно это считается проблемой со звуком, обычно затрагивающей шнуры микрофона и гитарные шнуры. Обслуживаемые экраны идеальны для снижения трибоэлектрических эффектов. Геометрия хорошо сопротивляется большим изменениям емкости при изгибе или ударе.Косы, как правило, для этого не так хороши, как обслуживаемые щиты, опять же из-за их конструкции. Движение и сжатие вызовут шум. Фольги хуже всего подходят для этого — они легко деформируются, вызывая большие изменения емкости и большие «хлопки», исходящие от систем громкой связи. Любой звукорежиссер акустической системы или студийный инженер должен хорошо разбираться в этих эффектах и ​​знать, как их избежать любой ценой.

_________________________________

* Примечание — стальные вешалки для одежды в качестве кабеля
В то время как типичные безумцы на форумах предполагают, что вешалки для одежды будут отлично работать как аудиокабель (и плохо спланированные тесты совпадают), существуют определенные причины, по которым это не отдаленно хороший выбор.Прежде всего, сталь — очень плохой проводник с сопротивлением более чем в 7 раз больше, чем у медной проволоки. Это означает много потраченной впустую энергии. Во-вторых, сталь легко окисляется, и окисление является плохим проводником. В-третьих, из стали довольно сложно сделать витую пару, что позволяет обеспечить устойчивость к электромагнитным и радиопомехам. Не превращая сталь в витую пару, шум и гул могут стать большей частью звука, чем хотелось бы!

© RAM Electronics


_________________________________


_________________________________

Статьи Wikepedia:

Емкость

Индуктивность

Диэлектрическая постоянная

Характеристический импеданс

Коаксиальный кабель

RFI и EMI

000 Расчет емкости

000 9000 в Интернете:

000 Индуктивность 9000 От Belden:

Прецизионные коаксиальные видеокабели

Часть 1: Импеданс

От Audioholics:

Общие сведения о встроенных в стену динамиках, видео и аудио

Номинальные характеристики кабеля

Davidson College:

Коаксиальные кабели (красивая иллюстрация)

IEEE

Дренажный провод

Влияние взаимодействия кабеля, громкоговорителя и усилителя

AES6461

FRED E.ДЭВИС

типов кабелей Ethernet — категории 3, 4, 5, 5e, 6, 6a, 7, 8

Существует три типа кабелей Ethernet: коаксиальный , витая пара и оптоволоконный кабель . В современных локальных сетях кабельная витая пара является наиболее популярным типом кабельной разводки, но использование оптоволоконных кабелей растет, особенно в высокопроизводительных сетях. Коаксиальный кабель обычно используется для подключения к Интернету. Давайте подробно объясним все три типа кабелей Ethernet .

Кабели Ethernet, основные сведения:

Самый распространенный сетевой кабель называется Cat 5, Cat 5e, Cat 6, Cat 6a, Cat7. Все они имеют разные функции, поэтому необходимо купить или выбрать правильный кабель для правильного применения.

Эти сетевые кабели используются для подключения различных сетевых компонентов через коммутаторы и маршрутизаторы Ethernet к компьютерам, серверам и другим сетевым устройствам — при наличии интерфейса Ethernet их можно подключить с помощью кабеля Ethernet.

Кабели Ethernet для подключения в большинстве офисных и домашних сред полагаются на кабель витой пары — все категории Cat 5, Cat 6 и Cat 7 использовали этот формат. Скручивая провода вместе, токи будут уравновешиваться, например, в одном проводе ток движется в одном направлении, а в другом проводе ток течет в другом направлении, позволяя всем внешним полям вокруг витой пары нейтрализовать выключенный.

Таким образом, данные могут передаваться на большие расстояния без чрезмерных мер предосторожности.

Типы кабелей Ethernet:

1: Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель имеет внутренний проводник, который проходит по середине кабеля. Проводник окружен слоем изоляции, который затем окружен экраном другого несущего проводника, что делает этот тип кабеля устойчивым к внешним препятствиям. Этот тип кабеля бывает двух типов — тонкий и толстый. Каждый тип имеет максимальную скорость передачи 10 Мбит / с.Коаксиальные кабели ранее использовались в компьютерных сетях, но теперь заменены кабелями с витой парой.

  • Оболочка: Это внешняя оболочка коаксиального кабеля. Он защищает кабель от физических повреждений.
  • Плетеный экран: Этот экран защищает сигналы от внешних помех и шума. Этот щит сделан из того же металла, что и сердечник.
  • Изоляция: Изоляция защищает сердечник. Это также закладывает основу для отделения от плетеного экрана.Поскольку и основание, и покрытый экран используют один и тот же металл, без этого слоя они будут соприкасаться и образовывать короткое замыкание на проводе.
  • Проводник: Проводник передает электронные сигналы. По типу жила коаксиальный кабель можно разделить на два типа; одножильный коаксиальный кабель и многожильный коаксиальный кабель.

В одножильном коаксиальном кабеле используется один центральный металлический (обычно медный) провод, а в многожильном коаксиальном кабеле используется несколько тонких металлических жил.На следующем изображении показаны оба типа кабеля.

2: Кабельная проводка с витой парой

В витой комнате четыре пары проводов. Эти провода скручены почти друг к другу, чтобы уменьшить перекрестные помехи и внешние помехи. Этот тип кабельной разводки распространен в современных локальных сетях.

Кабели витой пары можно использовать для телефонных и сетевых кабелей. Он поставляется в двух версиях: UTP (неэкранированная витая пара) и STP (экранированная витая пара) . Разница между ними в том, что кабель STP имеет дополнительный уровень защиты для защиты данных от внешних помех.

Сходства и различия между кабелями STP и UTP

  • И STP, и UTP могут передавать данные со скоростью 10, 100, 1 и 10 Гбит / с.
  • Кабели
  • STP дороже кабелей UTP, потому что они содержат больше материала.
  • Оба кабеля используют один и тот же разъем модуля RJ-45 (зарегистрированный слот).
  • STP обеспечивает большую устойчивость к шумам и электромагнитным помехам, чем кабель UTP.
  • Максимальная длина двух сегментов кабеля составляет 100 метров или 328 футов.
  • Два кабеля могут вместить до 1024 узлов на сегмент.

На следующем изображении показаны оба типа кабеля витая пара.

3: Волоконно-оптический кабель

В кабелях этого типа используются оптические волокна для передачи данных в виде светового сигнала. Кабели имеют жгуты из стекловолокна, окруженные материалом оболочки.

Сердечник в оболочке; Облицовка оборачивается буфером, а буфер — оболочкой.

  1. Ключ заключается в передаче информационных сигналов в виде света.
  2. Оболочка отражает свет обратно в сердцевину.
  3. Буфер предотвращает утечку света.
  4. Эта оболочка защищает кабель от физических повреждений.

Оптоволоконные кабели полностью невосприимчивы к электромагнитным и радиочастотным помехам. По этому кабелю можно передавать данные на большие расстояния с максимальной скоростью. Он может передавать 40 км данных со скоростью 100 Гбит / с.

Волоконно-оптические кабели используют свет для передачи данных.Он отражает свет от одной точки к другой. Существует два типа оптоволоконных кабелей в зависимости от того, сколько света они пропускают в данный момент времени; SMF в MMF.

Этот тип кабеля может выдерживать более длинные кабели, чем другие типы кабелей (несколько миль). Кабель не имеет электромагнитных помех. Как видите, этот кабельный метод имеет много преимуществ перед другими методами, но его главный недостаток — он более дорогой.

Существует два типа оптоволоконных кабелей:

  • Одномодовое волокно (SMF) — использует только один световой луч для передачи информации.Используется на большие расстояния.
  • Многомодовое волокно (MMF) — использует несколько световых лучей для передачи данных. Дешевле, чем SMF.

Обычно используются четыре типа разъемов:

  1. ST (Коннектор с прямым наконечником)
  2. SC (Абонентский разъем)
  3. FC (Fibre Channel)
  4. LC (разъем Lucent)

Категории кабелей Ethernet

Доступно множество различных кабелей для Ethernet и других телекоммуникационных и сетевых приложений.Эти сетевые кабели, описанные по разным категориям, например Кабели Cat 5, Cat-6 и т. Д., Которые часто признаются TIA (Telecommunications Industries Association), и их краткое описание приводится ниже:

  • Cat-1: Это не признано TIA / EIA. Это форма проводки, которая используется для стандартной телефонной (POTS) проводки или для ISDN.
  • Cat-2: Это не признано TIA / EIA. Это была форма проводки, которая использовалась для сетей Token Ring 4 Мбит / с.
  • Cat-3: Этот кабель определен в TIA / EIA-568-B. Он используется для сетей передачи данных с частотами до 16 МГц. Он был популярен для использования с сетями Ethernet 10 Мбит / с (100Base-T ), но теперь был заменен кабелем Cat-5.
  • Cat-4: Этот кабель не признан TIA / EIA. Однако его можно использовать в сетях с частотами до 20 МГц. Он часто использовался в сетях Token Ring 16 Мбит / с .
  • Cat-5: Это не принято TIA / PTA.Это широко используемый сетевой кабель для сетей 100Base-T и 1000Base-T, позволяющий передавать данные через Ethernet со скоростью , 100 Мбит / с, и выше (125 МГц для 1000Base-T). Кабель Cat 5 заменил версию Cat 3 и стал стандартом для кабеля Ethernet на несколько лет. Кабели категории 5 устарели и не рекомендуются для новых установок.
  • В кабеле №

Cat 5 используются витые пары для предотвращения внутренних перекрестных помех, XT, а также перекрестных помех с внешними проводами, AXT. Кабель Cat 5, хотя и не стандартизирован, обычно использует 1.5 — 2 скручивания на сантиметр.

В кабеле категории 5 используется витая пара для предотвращения внутренних перекрестных помех. Кабели категории 5, хотя и не стандартизированы, обычно используются через каждые 1,5–2 витка на сантиметр.

  • Cat-5e: Этот тип кабеля признан TIA / EIA, определен в TIA / EIA-568 и был обновлен в 2001 году. Он имеет немного более высокую частоту, поскольку увеличивает характеристики кабеля Cat-5 до 125 Мбит / с.

Cat-5e может использоваться для 100Base-T и 1000Base-t (Gigabit Ethernet).Стандарт Cat 5e для Cat 5 улучшен, и это разновидность кабеля Cat 5, изготовленного по более высоким спецификациям, хотя физически он такой же, как Cat 5. Он протестирован на соответствие более высоким требованиям, чтобы гарантировать, что он может работать на более высоких скоростях передачи данных. Скрученные пары в сетевых кабелях, как правило, имеют такой же уровень перекручивания, как и кабели категории 5.

Cat-5e может использоваться с 100Base-T и 1000Base-t (Gigabit Ethernet). Стандарт Cat 5e был улучшен, это форма кабеля Cat 5, который производится с более высокими характеристиками, чем Cat 5, и он прошел испытания с более высокими техническими характеристиками, чтобы сделать его более способным к передаче данных.

  • Cat-6: Этот кабель определен в TIA / EIA-568-B, что значительно улучшает характеристики Cat-6. Во время производства кошек 6 кабелей приклеиваются более плотно, чем Cat 5 или Cat 5e, и у них есть внешний экран из фольги или оплетки. Защита экрана защищает провода витой пары внутри кабеля Ethernet и помогает предотвратить коррозию и шумовые помехи. Кабели Cat-6 могут технически поддерживать скорость до 10 Гбит / с , но только до 55 метров.
  • Cat-6a: Буква «a» в категории 6a означает «расширенный», и в 2008 году стандарт был пересмотрен.Кабели Cat 6a способны поддерживать вдвое большую максимальную полосу пропускания и способны поддерживать более высокие скорости передачи при большей длине сетевого кабеля. Кабели Cat 6a в целом хорошо защищены, поэтому можно исключить путь отталкивания. Однако это делает их менее гибкими, чем кабели Cat 6.
  • Cat-7: Это неофициальный номер для кабелей ISO / IEC 11801 класса F. Он состоит из четырех индивидуально экранированных пар внутри общего экрана. Он предназначен для приложений, где требуется передача частот до 600 Мбит / с .
  • Cat-8: Эти кабели все еще находятся в разработке, но в ближайшем будущем они улучшат скорость и общую производительность.

Дополнительные сведения о кабелях Cat-5 и Cat-5e приведены ниже. Сейчас они широко используются в сетях Ethernet.

Сводная информация о характеристиках кабеля Ethernet
Категория Экранирование Макс.скорость передачи (на 100 метров) Макс.пропускная способность
Кат. 3 Неэкранированный 10 Мбит / с 16 МГц
Кат. 5 Неэкранированный 10/100 Мбит / с 100 МГц
Кат. 5e Неэкранированный 1000 Мбит / с / 1 Гбит / с 100 МГц
Кат. 6 Экранированный или неэкранированный 1000 Мбит / с / 1 Гбит / с > 250 МГц
Кат. 6a экранированный 10000 Мбит / с / 10 Гбит / с 500 МГц
Кат. 7 экранированный 10000 Мбит / с / 10 Гбит / с 600 МГц
Кат. 8 Подробности будут опубликованы позже

Кабельные соединители Ethernet

RJ45, зарегистрированный разъем Jack 45, представляет собой физический разъем, используемый для кабелей Ethernet и обычно используемый в качестве сетевого кабеля.От Ethernet категории 3 до Cats 6 используется формат RJ45. Кабели Ethernet Cat 7 могут быть подключены к разъему RJ45, но обычно используется специальная версия под названием GigaGate45 (GG45). К счастью, они обратно совместимы с RJ45, поэтому нет необходимости в полностью новой установке для перехода на Cat 7.

Разъем RJ45, используемый на конце кабеля Ethernet, представляет собой небольшую пластиковую заглушку с небольшой насадкой, которую можно освободить, когда необходимо отсоединить кабель. Термин «штекер» относится к штекерному концу соединения на сетевом кабеле, а слот обычно находится на порте или гнездовом устройстве.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *