Главная - Блоги - Детали

Что такое кабель скрученной пары?

Введение

Что такое кабель скрученной пары? Это часто задаваемый вопрос многими людьми. То, что мы часто называем «кабелем витой пары», - это тип кабеля, который использует структуру скрученной пар. Кабель витой пары считается идеальным выбором для локальной сети местной сети (LAN). Первоначально стандарт Ethernet полагался на коаксиальные кабели, аналогичные тем, которые используются в кабельном телевидении. В то время скорость передачи коаксиальных кабелей считалась безупречной. Время, однако, коаксиальные кабели начали демонстрировать узкие места производительности и недостатки присутствия, включая высокие затраты, сложное обслуживание и жесткие экранирующие слои, которые стали сложными. В конце концов, кабели с витой пар заменили коаксиальные кабели.

Скрученная парная кабель состоит из двух изолированных проводов, скрученных в определенном направлении, чтобы сформировать набор кабелей. Но сколько вы действительно знаете о кабелях витой пар? В этой статье предлагается углубленный обзор классификации кабелей витой пар, их параметров производительности, скорости передачи, поворотных шагов, ядер проводников, данных тестирования, маркировки и рейтингов сопротивления пожарной охране. К концу этой статьи у вас будет глубокое понимание витой кабелей пар.

 

Когда компьютеры объединяются в сеть, начальная задача возникает, - это линии связи и проблемы передачи канала. В настоящее время компьютерные коммуникации классифицируются на два типа: проводные и беспроводные. Проводная связь использует кабели, волоконно -оптические кабели или телефонные провода в качестве проводников передачи, в то время как в беспроводной связи используются спутники, микроволны или инфракрасные лучи в качестве передачи.
 
Выбор линий сетевой связи должен учитывать производительность сети, стоимость, использование правил, простоту установки, масштабируемость и другие факторы. Кабели, используемые в системах сетевых проводков, обычно делятся на кабель витой пар, коаксиальный кабель,объемные кабели, иволоконно -оптические кабелиПолем На рынке есть много типов и моделей кабелей, и инженерные специалисты должны выбирать их на основе фактических потребностей проекта, в первую очередь, учитывая их функцию, модель, тип и основную производительность.
 
Скрученная пара кабеля(TP) является наиболее часто используемой средой передачи в интегрированных проектах проводки. Они состоят из двух медных проводников, каждый с изоляционным защитным слоем. Две изолированные медные проводники скручиваются вместе с определенной плотностью, что может уменьшить степень интерференции сигнала, поскольку электромагнитная волна, излучаемая каждым проводником во время передачи, будет отменена волной, излученной у другого проводника. Как правило, скрученные пары изготавливаются путем переплетения двух изолированных медных проводников размеров 22, 24 или 26. Когда одна или несколько пар скрученных проводов помещаются в изоляционную оболочку, это становится витой кабелем пар. В кабеле скрученной пар (также известного как скрученная пара), разные пары имеют разные длины поворота, обычно от 38,1 до 140 мм, скрученные в направлении против часовой стрелки. Длина поворота смежных пар должна составлять более 12,7 мм. Как правило, чем плотнее скручивание, тем сильнее сопротивления помех. По сравнению с другими трансмиссионными средами, витые пары имеют определенные ограничения с точки зрения расстояния передачи, ширины канала и скорости передачи данных, но их стоимость относительно низкая.
 
В настоящее время скрученные пары делятся наНеэкранированные скрученные пары(UTP)иэкранированные скрученные пары(STP), с экранированными скрученными парными кабелями, завернутыми в алюминиевую фольгу снаружи, что приводит к относительно более высокой цене.
 
Хотя скрученные пары в основном используются для передачи аналоговой голосовой информации, они также подходят для передачи цифровых сигналов, особенно для передачи информации о короткой дистанции. Во время передачи сигнал значительно ослабляет, и это может вызвать искажение формы волны.
 
Пропускная способность локальных сетей с использованием витых пар зависит от качества используемых проводников, длины проводников и технологии передачи. Поскольку скрученные пары излучают сигналы при передаче информации, их можно легко подслушать, поэтому понесены дополнительные затраты, чтобы защитить их, чтобы уменьшить радиацию (хотя оно не может быть полностью устранено). Это то, что мы называем экранированными кабелями с витой пары. Экранированные кабели с витой пары сравнительно дороже и труднее установить, чем неэкранированные кабели с витой.
 
Кабели с витой пары имеют следующие преимущества:
 
Маленький диаметр, сберегающий пространство;
Легкий вес, легко сгибаться и установить;
Минимизирует или устраняет перекрестные помехи;
Пламя замедляющего;
Предлагает гибкость и независимость, подходящие для структурированной интегрированной проводки.
 

1. Классификация извращенных пар

 
Категория 1: используется для голосовой связи по телефону, а не для коммуникаций компьютерных сетевых данных.
Категория 2: с частотой передачи 1 МГц она используется для передачи голоса и передачи данных с максимальной скоростью переноса 4 Мбит / с, часто наблюдаемых в старых кольцевых сетях токенов с использованием протокола передачи токена 4 Мбит / с.
Категория 3: Используется для передачи голоса и передачи данных с максимальной скоростью передачи 16 Мбит / с, в основном используемых для сетей 10BASE-T.
Категория 4: Этот тип кабеля имеет частоту передачи 20 МГц, используемая для передачи голоса и передачи данных с максимальной скоростью передачи 20 Мбит/с, в основном используемых для локальных сетей на основе токенов и сети 10BASE-T/100Base-T.
Категория 5: Этот тип кабеля имеет повышенную плотность обертывания и погружена в высококачественный изоляционный материал с скоростью передачи 100 МГц, используемой для передачи голоса и передачи данных с максимальной скоростью передачи 100 Мбит / с, в основном используемых для сетей 100Base-T и 10Base-T. Это наиболее часто используемый кабель Ethernet.
Категория 5e: Эта категория включает в себя кабели, которые имеют меньше затухания и перекрестных помех, а также более высокое отношение ослабления к перекрестным помещениям (ACR) и отношение сигнал / шум (структурные потери доходности) и снижение ошибок задержки, что значительно повышая производительность. Категория 5E в основном используется для Gigabit Ethernet (1000 Мбит / с).
Категория 6: Эта категория кабелей имеет частоту передачи в диапазоне от 1 до 250 МГц. Кабельные системы категории 6 должны иметь значительный запас о соотношении суммы мощности к соотношению перекрестных помех (PS-ACR) при 200 МГц, обеспечивая вдвое больше пропускной способности категории 5E. Производительность передачи кабели кабели 6 значительно превышает стандарты категории 5E, что делает ее наиболее подходящей для применений с показателями передачи выше 1 Гбит / с. Одним из важных различий между категорией 6 и категорией 5E является улучшенная производительность с точки зрения перекрестных помех и потерь возврата, что чрезвычайно важно для следующего поколения высокодуплексных высокоскоростных сетевых приложений. Основная модель ссылки была опущена в стандартах категории 6, а стандарты кабеля применяют звездную топологию с необходимыми расстояниями кабеля: постоянная длина связи не должна превышать 90 м, а длина канала не должна превышать 100 м. Кабели категории 6 делятся на 6E и 6A, причем 6E с частотой передачи 200 МГц и 6A с частотой передачи 250 МГц.
Категория 7: Эта категория в основном предназначена для удовлетворения применения и разработки 10 Gigabit Ethernet Technology, но больше не является неэкранированной витой; Вместо этого это экранированная скрученная пара. Следовательно, его частота передачи может достигать не менее 600 МГц, что более чем в два раза больше, чем в категории 6 иКатегория 6A Кабели. Категория 7 Кабелейделятся на 7F и 7A, причем 7F с частотой передачи 600 МГц и 7а с частотой передачи 620 МГц.
Категория 8: Международные стандарты имеют принципиально признанную проводку категории 8. Кабели категории 8 делятся на 8.1 и 8.2, где 8.1 должно быть совместимы с категорией 6, а 8.2 должны быть совместимы с категорией 7. Типы скрученных парных кабелей, используемых в интегрированных кабелях компьютерной сети, показаны на рисунке 1.
 

Figure 1: Types of Twisted Pair Cables Used in Computer Network Engineering

Рисунок 1: Типы кабелей витой пар, используемых в компьютерной сети
 
 
Физическая структура неэкранированных скрученных пар из четырех пар для категорий 3, 5 и 5e показана на рисунке 2.

Figure 2: Physical Structure of Four-Pair Unshielded Twisted Pairs for Categories 3, 5, and 5e

Рисунок 2: Физическая структура неэкранированных скрученных пар с четырьмя пары для категорий 3, 5 и 5E
 
Композиция цветов проволоки для четырех пар скрученных пар отображается в таблице 1.
 
Таблица 1: Цветовая композиция проволоки для четырех пар скрученных пар
 
Пара
Цветовой код
1
Белый/синий // синий
2
Белый/оранжевый // оранжевый
3
Белый/зеленый // зеленый
4
Белый/коричневый // коричневый
 

2. Параметры кабелей скрученных пар

Для скрученных пар (будь то категория 3, 5, 6, 7, 8, экранированные или неэкранированные), пользователи обеспокоены такими параметрами, как ослабление, ближняя часть перекрестных помех, сопротивление DC, характерное импеданс, распределенное емкость и т. Д.
 

(1) Затухание


Затухание является мерой потери сигнала вдоль связи. Поскольку затухание зависит от частоты, оно следует измерять по всему диапазону частот применимо.
 

(2) Ближняя перекрестная передача


Потеря по перекрестным помехам измеряет сигнальную связь от одной пары проводов с другой в ссылке UTP. Для ссылок UTP это важный индикатор производительности, а также один из самых сложных измерять точную, особенно когда сложность увеличивается с частотой сигнала. Crosstalk классифицируется на ближайшие перекрестные помехи (следующий) и дальние перекрестные помехи (Fext). Тестеры в основном измеряются дальше, и из -за потерь линии эффект Fext минимален. Fext игнорируется в системах категории 3 и 5. Далее не представляет значение перекрестного столкновения, генерируемого в ближайшее время; Он представляет только значение перекрестного столкновения, измеренное в ближайшее время. Это значение уменьшается с длиной кабеля; Чем дольше кабель, тем меньше измеренное значение. Кроме того, сигнал на конце передатчика также будет ослаблять, уменьшая перекрестные помехи до других пар. Эксперименты показали, что следующие значения, измеренные в пределах 40 метров, являются более точными. Если другой конец ссылки является информационным сокетом дальше 40 м, он создаст определенную степень перекрестных помех, которую тестер может не обнаружить. По этой причине лучше всего измерить следующие в обеих конечных точках. Текущие тестеры оснащены соответствующими устройствами, которые позволяют измерять следующие значения на обоих концах ссылки с одной стороны.
Таблицы ослабления и следующие значения тестирования показаны в таблицах 2 и 3.
Частота (МГц)
Максимальное ослабление 20 градусов
Канал (100 м)
Ссылка (90 м)
 
Кот. 3
Кошка 4
Кашка 5
Cat5e
Кошка 6
Кошка 3
Кошка 4
Кашка 5
Cat.5e
Кошка 6
1
4.2
2.6
2.5
2.5
2.1
3.2
2.2
2.1
2.1
1.9
4
7.3
4.8
4.5
4.5
4.0
6.1
4.3
4.0
4.0
3.5
8
10.2
6.7
63
6.3
5.7
8.8
6.0
5.7
5.7
5.0
10
11.5
7.5
7.0
7.0
6.3
10.0
6.8
6.3
6.3
5.6
16
14.9
9.9
9.2
9.2
8.0
13.2
8.8
8.2
8.2
7.1
20
 
11.0
10.3
10.3
9.0
 
9.9
9.2
9.2
7.9
25
 
 
11.4
11.4
10.1
 
 
10.3
10.3
8.9
31.25
 
 
12.8
12.8
11.4
 
 
11.5
11.5
10.0
62.5
 
 
18.5
18.5
16.5
 
 
16.7
16.7
14.4
100
 
 
24.0
24.0
21.3
 
 
21.6
21.6
18.5
200
 
 
 
 
31.5
 
 
 
 
27.1
250
 
 
 
 
36.0
 
 
 
 
30.7
Таблица 2: Пределы затухания для различных соединений при максимальной длине на частоту
 
 
Частота (МГц)
Минум следующий/20 градусов
Канал (100 м)
Ссылка (90 м)
 
Кот. 3
Кошка 4
Кашка 5
Cat5e
Кошка 6
Кошка 3
Кошка 4
Кашка 5
Cat.5e
Кошка 6
1
39.1
53.3
60.0
60.0
65.0
40.1
54.7
60.0
60.0
65.0
4
29.3
43.3
50.6
53.6
63.0
30.7
45.1
51.8
54.8
64.1
8
24.3
38.2
45.6
48.6
58.2
25.9
40.2
47.1
50.0
59.4
10
22.7
36.6
44.0
47.0
56.6
24.3
38.6
45.5
48.5
57.8
16
19.3
33.1
40.6
43.6
53.2
21.0
35.3
42.3
45.2
54.6
20
 
31.4
39.0
42.0
51.6
 
33.7
40.7
43.7
53.1
25.0
 
 
37.4
40.4
52.0
 
 
39.1
42.1
51.5
31.25
 
 
35.7
38.7
48.4
 
 
37.6
40.6
50.0
62.5
 
 
30.6
33.6
43.4
 
 
32.7
35.7
45.1
100.0
 
 
27.1
30.1
39.8
 
 
29.3
32.3
41.8
200
 
 
 
 
34.8
 
 
 
 
36.9
250
 
 
 
 
33.1
 
 
 
 
35.3
Таблица 3: Следующие испытательные ограничения на определенных частотах
 
 

(3) Сопротивление DC


Сопротивление петли постоянного тока потребляет часть сигнала и преобразует его в тепло. Это относится к сумме сопротивления пары проводов, которая для каждого ISO/IEC 118 0 1 спецификации не должны превышать 19,2 Ом. Разница между парами не должна быть слишком большой (менее 0,1 Ом), или это указывает на плохой контакт, и точки соединения должны быть проверены.
 

(4) Характерный импеданс


В отличие от сопротивления петли DC, характерный импеданс включает в себя сопротивление, а также индуктивные и емкостные реакции на частотах от 1 до 100 МГц. Это связано с расстоянием между парами проводов и электрическими свойствами изоляции. Различные кабели имеют разные характерные импедансы. Для кабелей витой пары обычно существует 100 Ом, 120 Ом и 150 Ом (кабели 120 Ом не используются и не производятся внутри страны).
 

(5) Отношение к кроссталке (ACR)


В определенных частотных диапазонах отношение перекрестных помех к ослаблению является еще одним важным параметром, который отражает производительность кабеля. ACR иногда выражается в качестве отношения сигнал / шум (SNR), рассчитанное по разнице между аттенуацией худшего и и следующими значениями. Большее значение ACR указывает на более сильную способность противостоять помехам, и система требует минимум более 10 дБ.
 

(6) Кабельные характеристики


Качество канала связи описывается его кабельными характеристиками (отношение сигнал-и-нос, SNR). SNR является мерой силы сигнала данных с учетом мешающих сигналов. Низкий SNR может привести к неспособности приемника различать данные и шумовые сигналы при получении, что в конечном итоге вызывает ошибки данных. Следовательно, чтобы ограничить ошибки данных в определенном диапазоне, необходимо определить минимально приемлемый SNR.
 

3. Скорость трансмиссии скрученной пары

 
Электронный альянс промышленности (EIA) определил различные типы качества кабелей витой пары.
 
Компьютерная сеть Integrated Cabling использует категорию 3, 4, 5, 5e (5e) и 6 витых пар, которые определяются как:
 
Категория 3: указывает кабель, в настоящее время обозначенный в стандартах ANSI и EIA/TIA 568. Максимальная спецификация характеристики передачи кабеля составляет до 16 МГц, используется для передачи голоса и передачи данных с максимальной скоростью 10 Мбит / с.
Категория 4: Спецификация максимальных характеристик передачи кабеля составляет до 20 МГц, используется для передачи голоса и передачи данных с максимальной скоростью 16 Мбит / с.
Категория 5: Этот тип кабеля имеет повышенную плотность обертывания, а оболочка изготовлена ​​из высококачественного изоляционного материала с максимальными характеристиками передачи до 100 МГц, используемых для передачи голоса и передачи данных с максимальной скоростью 100 Мбит / с.
Категория 5E: этот тип, основанный на витых парах категории 5, имеет дополнительные параметры (PS Next, PS ACR) и некоторые улучшения производительности, но скорость передачи по -прежнему остается L 00 MBPS.
Категория 6: Физически отличается от категории 5E, причем пара отделена друг от друга, этот тип имеет скорость передачи 250 Мбит / с, а его стандарт был передан 5 июня 2002 года.
 

4. Twist Pitch Twisted Pare

 
Внутри кабеля витой пары разные пары имеют разные поворотные шага. Как правило, цикл шага с заводом четырех пар скрученных проводов находится в пределах 38,1 мм, скручивается в направлении против часовой стрелки, причем закрученный шаг одной пары находится в пределах 12,7 мм.
 

5. Сердечный ядро ​​кабельного проводника витой пары

 
Американский проводной датчик (AWG) является стандартом для измерения диаметра медных проводов и сопротивления постоянного тока. Номер датчика варьируется от 0000 до 28, а их диаметр, сопротивление постоянного тока и весовые отношения показаны в таблице 4.
 
Проводной датчик (AWG)
постоянный ток (DC) кабеля
Сопротивление постоянного тока (ω/км)
Вес (кг/км)
28
0.320
0.0126
214
0.716
27
0.361
0.0142
169
0.908
26
0.404
0.0159
135
1.14
25
0.455
0.0179
106
1.44
24
0.511
0.0201
84.2
1.82
23
0.574
0.0226
66.6
2.32
22
0.643
0.0253
53.2
2.89
21
0.724
0.0285
41.9
3.66
20
0.813
0.0320
33.3
4.61
19
0.912
0.0359
26.4
5.80
18
1.020
0.0403
21.0
732
17
1.144
0.045
16.3
9.24
16
1.296
0.051
13.4
11.65
15
1.449
0.057
10.4
14.69
14
1.627
0.064
8.1
18.09
13
1.830
0.072
6.5
23.39
12
2.059
0.081
5.2
29.50
11
2.313
0.091
4.2
37.10
10
2.593
0.102
3.3
46.79
9
2.898
0.114
2.6
59
8
3.254
0.128
2.0
74.5
7
3.660
0.144
1.6
93.87
6
4.118
0.162
1.3
118.46
5
4.626
0.182
1.0
49.00
4
5.186
0.204
0.8
187.74
3
5.821
0.229
0.7
236.91
2
6.558
0.258
0.5
299.49
1
7.346
0.289
0.4
376.97
0
8.261
0.325
0.3
475.31
00
9.278
0.365
0.26
600.47
000
10.422
0.410
0.2
756.92
0000
11.693
0.460
0.16
955.09
 
 

6. Данные тестирования кабелей витой пары

 
100 Ом 4- Пара неэкранированных кабелей с витой (UTP) классифицируется в категории 3, кошка 4, кошка 5 и кошка 6. Они связаны следующими параметрами: ослабление, распределенная емкость, сопротивление DC, сопротивление постоянного тока, неспособность, характерное сопротивление, возвращение и ближайший крючок (следующий). Их стандартные данные тестирования показаны в таблицах 5 и 6.
Категория
Затухание (DB)
Распределенная емкость (при 1 кГц)
Значение коррекции сопротивления постоянного тока на 20 градусов
Значение коррекции устойчивости постоянного тока на 20 градусов
Кошка 3
W 2.320√(f) + 0.238(f)
W 33OPF/100M
W 9.38Ω/100m
5%
Кошка 4
W 2.050√(f) + 0.1(f)
W 33OPF/100M
То же, что и выше
5%
Кошка 5
W 1.9267√(f) + 0.75(f)
W 33OPF/100M
То же, что и выше
5%
Таблица 5 Стандартные данные тестирования для кабелей витой парной пары
 
Категория
Характеристики импеданса от 1 МГц до самой высокой эталонной частоты
Return Loss for Lengths >100m
Near-End Crosstalk Attenuation for Lengths >100m
Кошка 3
100Ω ±15%
12 дБ
43 дБ
Кошка 4
То же, что и выше
12 дБ
58 дБ
Кошка 5
То же, что и выше
23 дБ
64db
Таблица 6 Стандартные данные тестирования для кабелей витой парной пары
 

7. Типы кабелей скрученных пар в низковольтных системах

 
В системах с низким напряжением кабели скрученных пар разделяются на две основные категории: экранированная витая пара (STP) и неэкранированная витая пара (UTP). В этих категориях они дополнительно делятся на кабели 100 Ом, двойные кабели, кабели большого количества паров и кабели 150 Ом. Существует несколько конкретных моделей, как показано на рисунке 3.

Figure 3 Types of Twisted Pair Cables in Low-Voltage Systems

Рисунок 3 Типы кабелей скрученных пар в низковольтных системах
 

8. Текст печати на внешней стороне кабеля витой пары

 
При изучении кабеля скрученной пар, важно отметить, что есть текст каждые два фута. Взяв кабель от нашей компании в качестве примера, этот текст гласит:
 
XXXX Systems Cable e 138034 0100
 
24 AWG (UL) CMR/MPR или C (UL) PCC
 
FT4 Проверенный ETL CAT 5 044766 FT 9907
 
Где:
 
XXXX: Представляет название компании.
0100: Указывает 100 Ом.
24: Указывает, что проводной датчик составляет 24 (проводные датчики составляют 22, 24, 26).
А -й: СОДЕРЖИВАЕТСЯ ДЛЯ АМЕРИКАНСКОГО ПРОВОДА, стандартной системы проволоки в Соединенных Штатах.
UL: Указывает на сертификацию и является сертификацией.
FT4: Указывает 4 пары.
Кошка5: Указывает кабель категории 5.
044766: Указывает текущее количество футов кабеля.
9907: Представляет год и месяц производства.
 

9. Уровни кабелей пожарной сопротивления

 
Изоляционные материалы в коммуникационных кабелях содержат химические вещества, используемые в качестве огненных загрязнений. Кабели, основанные на ПВХ (PLENUM, Commercial, General и Residential Grade), используют галогенированные химические вещества для замедления пожара. Когда ПВХ сжигает, он излучает галогенированные газы (например, хлор), которые быстро поглощают кислород, тем самым погашивая огонь и вызывая самовыражение кабеля. Однако при высоких концентрациях газ хлора очень токсичен. Кроме того, комбинация кислорода с водяным паром генерирует соляную кислоту, которая также очень вредна для людей.
 
Уровни кабельного пожарного сопротивления классифицируются на пленум, коммерческие, общие и жилые оценки.
 

(1) Пленум

 
Кабели класса Plenum имеют самый высокий уровень пожарной сопротивления. Когда вентилятор используется для взрыва воздуха в сторону пламени на пакете кабелей, кабели будут экспонируются в пределах 5 метров от распространения пламени. Кабели класса Plenum используют политетрафторээтилен в качестве изоляционного материала, который излучает очень низкий уровень дыма при сжигании или при крайней жаре, а кабели не выделяют токсичный дым или пар.
 

(2) Коммерческий сорт

 
Коммерческие кабели имеют требования ниже, чем класс PLENUM, где комплексные кабели должны экспонировать в пределах 5 метров от пламени, но без строгого требования для воздуха, приготовленного вентиляторами. Как и в классе PLENUM, кабели коммерческих классов не имеют стандартов дыма или токсичности. Эти кабели на уровне пожарной сопротивления обычно используются для горизонтальных пробежек.
 

(3) Общий класс

 
Кабели общего класса аналогичны коммерческому классу.
 

(4) Оценка жилых помещений

 
Кабели по жилищным классам имеют самый низкий уровень пожарной стойкости в кабелях связи, без стандартов для дыма или токсичности. Эти кабели используются только для размещения отдельных кабелей в домах или в небольших офисных системах.
Следующая статья:Что такое кабели Cat 6?

Отправить запрос

Вам также может понравиться