кабель utp какого типа имеет максимальное затухание сигнала на заданной частоте

Кабель utp какого типа имеет максимальное затухание сигнала на заданной частоте

Кабели с витой парой подразделяются на категории в зависимости от своих электрических свойств. Свойства, характеризующие кабель UTP, определены в EIA/TIA 568 следующим образом.

Затухание

Это значение характеризует потерю энергии и зависит от передаваемой частоты. Максимальное затухание на 1000 футов кабеля UTP при 20 °С для различных частот должно быть следующим.

Табл. 2.2. Максимальное затухание в дБ/с на 1000 футов при 20 °С

Общая емкость (mutual capacitance)

Волновое сопротивление

У всех кабелей UTP волновое сопротивление на частотах от 1 МГц до наивысшей доступной кабелю должно быть 100 Ом. Отметим, что измерения необходимо производить с кабелем, длина которого равна по крайней мере одной восьмой длины волны.

Наводка на ближнем конце

Наводка на ближнем конце характеризует степень влияния соседних витых пар. Она измеряется путем подачи сбалансированного сигнала на одну пару проводов и измерения возмущающего влияния на другую пару, причем обе пары должны быть нагружены этим номинальным волновым сопротивлением 100 Ом. Это показано на рис. 2.22.

Рис. 2.22. Наводка на ближнем конце

Наводка на ближнем конце выражается в децибелах в соответствии со следующей формулой:

Наводка на ближнем конце зависит от частоты сигнала и категории кабеля. Характеристики лучше для меньших частот и для кабелей с более высокой категорией. Большие значения NEXT означают меньший уровень наводок.

Стандарт определяет минимальные значения NEXT для фиксированных кабелей 10Base-T, называемых горизонтальными кабелями UTP, а также для соединяющего оборудования. Нижеприведенные таблицы содержат эти данные для различных частот и различных категорий кабелей.

Следует заметить, что для выравнивания длины проводников в коннекторе приходится расплетать снижающие наводки витки UTP-кабеля. Чтобы сохранить необходимые значения NEXT, нужно минимизировать длину расплетенного кабеля и разделение между парами проводников. Длина расплетенного провода не должна превышать 13 мм для кабелей 5-й категории и 25 мм для кабелей 4-й категории

Табл. 2.3. Минимальное значение NEXT для горизонтального ка6еля UTP

Затухание на неоднородностях (SRL)

SRL = 10 log (Входная мощность/Отраженная мощность) дБ.

Большие значения предполагают меньшее отражение. Например, SRL в 23 дБ соответствует 7%-ному отражению входного сигнала.

Табл. 2.4. Потеря отраженного сигнала (srl) при 20°С

Сопротивление постоянному току

Сопротивление постоянному току характеризует способность коннекторов пропускать постоянный ток и ток низкой частоты. Максимальное сопротивление между входными и выходными коннекторами, за вычетом сопротивления кабеля, определено в 0,3 Ом для кабелей UTP 3, 4 и 5-й категорий.

Эффекты несущей поверхности

2.10.6. Преимущества кабеля с витой парой

Использование для сетей витой пары дает по сравнению с другими типами кабелей следующие преимущества.

• Простота подключения устройств к витой паре.

• Экранированный кабель (STP) значительно снижает внешние воздействия.

• Неэкранированный кабель (UTP) достаточно дешев. 4

• Неэкранированный кабель очень просто устанавливать.

• Неэкранированный кабель может оказаться уже установленным (но убедитесь, что он работает должным образом и удовлетворяет требованиям производительности, предъявляемым сетью).

2.10.7. Недостатки кабеля с витой парой

У витой пары следующие недостатки.

• Экранированный кабель (STP) громоздкий и с ним трудно работать.

• Неэкранированный кабель (UTP) более восприимчив к помехам, чем коаксиальный или оптоволоконный кабели.

• У неэкранированного кабеля большее затухание, чем у других кабелей.

• Поверхностный эффект может увеличить затухание. Он имеет место при передаче по витой паре данных на высокой скорости. В этих условиях ток имеет тенденцию течь по внешней поверхности проводника. Это значительно уменьшает поперечное сечение используемого проводника, повышая тем самым сопротивление. Это, в свою очередь, увеличивает затухание сигнала.

• Полоса пропускания уже, чем у коаксиальных кабелей.

Источник

Кабель utp какого типа имеет максимальное затухание сигнала на заданной частоте

Стандарт ANSI/TIA/EIA-568-A признает три типа кабеля:

Кабель из неэкранированных медных витых пар UTP (100 Ом) (рис. 3)

Рис 3. Кабель из неэкранированных витых пар.

Одномодовый и многомодовый оптический кабель (рис. 4)

Кабель из экранированных медных витых пар STP (150 Ом)

Кабель UTP и многомодовый оптический кабель описаны стандартом ANSI/TIA/EIA-568-A как основные виды проводки для структурированных кабельных систем.

В настоящее время кабель типа UTP подразделяется в зависимости от своей пропускной способности на три основные категории:

Категория 3. Кабель этой категории предназначен для передачи сигналов с частотой до 16 МГц. Он применяется в основном в низкоскоростных приложениях (телефонная связь, Ethernet 10 Мбит/с).

Категория 4. Кабель этой категории предназначен для передачи сигналов с частотой до 20 МГц. Он может применяться во всех приложениях Категории 3, а также в более скоростных сетях (Token Ring 16 Мбит/с).

Категория 5. Кабель этой категории предназначен для передачи сигналов с частотой до 100 МГц. Он используется почти во всех современных приложениях для передачи речи, данных или видео.

Кабель 5-й Категории является наиболее популярной базой для приложений благодаря простоте и невысокой стоимости монтажа. Электронные компоненты, используемые с этим типом кабеля, также стоят дешевле по сравнению с другими типами носителей.
Обычный кабель UTP 5-й Категории может использоваться для передачи сигналов со скоростью до 155 Мбит/c.

Кабели, разработанные Lucent Technologies и входящие в состав СКС SYSTIMAX, позволяют передавать сигналы со скоростью до 622 Мбит/с (кабель 1061+/2061+) и даже до 1 Гбит/c (кабель GigaSPEED).

Lucent Technologies является единственной фирмой, предлагающей медный кабель UTP для передачи широкополосного видеосигнала 550 МГц, в то время, когда у большинства других поставщиков верхним пределом считается 350 МГц.

Общая производительность СКС зависит от характеристик всех ее компонентов. Например, если Вы используете кабель 5-й Категории, но разъемы всего лишь 3-ей, то общая производительность кабельной системы будет соответствовать характеристикам самого слабого звена, т.е. Категории 3.

Использование компонентов Категории 5 тоже еще не гарантирует соответствующей общей производительности в смонтированной СКС. Большое значение играет соблюдение соответствующих процедур монтажа и гарантированная совместимость элементов между собой.

Возьмем кабель Категории 5 от одного поставщика, коннектор Категории 5 от другого и панель переключения Категории 5 от третьего. Подключим их друг к другу. Очень часто результирующая производительность такого звена по причине несовместимости элементов может не соответствовать требованиям Категории 5.

СКС SYSTIMAX в гарантирует отсутствие таких проблем, так как:

1. Все элементы производятся одним поставщиком и в обязательном порядке тестируются на взаимную совместимость

2. Монтаж СКС SYSTIMAX производится только специально обученными и сертифицированными Lucent Technologies специалистами

В медном кабеле UTP для передачи информации используются электрические сигналы. Его основными характеристиками, определяющими производительность, являются:

переходное затухание на ближнем конце (NEXT)

Допустимые значения этих характеристик специфицируются в стандарте ANSI/TIA/EIA 568-А.

Оба параметра измеряются в децибелах.

Затухание отражает уменьшение мощности сигнала при его распространении по кабелю. В СКС, имеющей производительность Категории 5, затухание для сигнала с частотой 100 МГц должно быть не выше 24 дБ.

Так как затухание отражает потери мощности, то чем меньше этот параметр, тем лучше.Иногда такое затухание называют погонным.

Переходное затухание на ближнем конце (NEXT)

Под переходным затуханием понимают ослабление полезного сигнала за счет паразитных наводок от сигналов, передаваемых по другим линиям (парам).

Если Вы, разговаривая по телефону, слышите чужой разговор, то это и есть пример переходных помех.

В кабеле на основе UTP обычно одна пара используется для передачи, другая для приема сигналов.

Интерес в этом случае представляет величина переходных помех на «ближнем конце», т.е. со стороны передатчика. Это объясняется тем, что именно в этой точке переходные помехи и ослабление принимаемого сигнала после прохождения через принимающую пару максимальны.

Для измерения NEXT на передающую пару подается сигнал заданного значения. Любой паразитный сигнал на принимающей паре является переходной помехой. Чем меньше этот сигнал, тем лучше. Так как упрощенно NEXT можно рассматривать как отношение мощностей полезного к наведенному паразитному сигналу, то чем больше NEXT, тем выше качество кабельной системы.

В таблице 5 указаны граничные значения затухания и NEXT для трех Категорий 4-парного медного кабеля на соответствующих максимальных частотах

Табл 5. Граничные значения затухания и NEXT

Источник

Как выбрать витую пару

Что такое витая пара.

В этом гайде рассматриваются витопарные кабеля, предназначенные для передачи цифровой информации в сетях Ethernet. Существует множество кабелей иного назначения, содержащих витые пары – к ним информация из этого гайда может быть неприменима.

В данном гайде под витой парой подразумевается кабель связи, содержащий две или четыре пары изолированных проводников, скрученных между собой. Каждая пара предназначена для передачи одного сигнала: либо передаваемых данных, либо принимаемых.

При этом по одному из проводников пары сигнал передается в противофазе к другому – это позволяет избавиться от большинства электромагнитных помех: приемник, получив два сигнала по паре проводов, вычитает один сигнал из другого. При этом полезный сигнал (т.к. он идет в противофазе) усиливается, а помеха (идущая по обеим проводам в одной фазе) устраняется. Каждая пара проводов маркирована одним цветом, при этом один из проводов пары маркируется сплошным цветом, а второй – тем же цветом, но прерывисто или полосой.

С той же целью (защиты от помех) производится и скручивание пар – это обеспечивает одинаковое воздействие помехи на оба провода независимо от направления на её источник.

Применяется витая пара для прокладки аналоговых или цифровых телефонных сетей и для прокладки локальных вычислительных сетей, использующих, в основном, протокол Ethernet.

Характеристики витой пары.

Категория.

Как правило, категория кабеля обозначена в маркировке, нанесенной на оболочку кабеля через равные промежутки.

Категории 1, 2, 4 в данный момент практически не встречаются, 4-х парный кабель категории 3 изредка используется для прокладки телефонных линий. Категория 5 от 5е отличается крайне незначительно, поэтому найти в продаже кабель именно категории 5 практически невозможно. С 2000 года, после утверждения категории 5е, все производители, практически ничего не меняя в кабеле, начали наносить на него маркировку именно 5е. Эта категория и остается наиболее популярной по сегодняшний день.

Категория 5е подразумевает 4-х или 2-х парный кабель, который может быть использован в сетях 10BASE-T Ethernet, 100BASE-TХ Fast Ethernet (10 и 100 Мбит/с соответственно). 4-х парный кабель может применяться для прокладки сетей 1000BASE-T Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с). Максимальная длина кабеля без усилителей сигнала составляет 100м.

Кабель категории 6 содержит 4 пары проводников и может использоваться в сетях 10GBASE-T 10 Gigabit Ethernet (10 Гбит/с). При использовании в сетях со скоростью до 1000 Мбит/с максимальная длина кабеля этой категории – те же 100 м, при использовании в сетях со скоростью 10 Гбит/с – 55 м.

Категории 6а, 7 и 7а подразумевают экранированные кабеля для сетей со скоростью до 10 Гбит/с и протяженностью отдельной линии до 100 м. Использование экранированных кабелей накладывает определенные требования как к оборудованию, так и к условиям прокладки кабеля (наличие качественного заземления), что часто делает более привлекательным прокладку оптоволоконного кабеля. Удешевление же оптоволоконного оборудования и упрощение технологий прокладки оптоволоконного кабеля могут в скором будущем сделать вообще бессмысленным дальнейшее развитие витопарных кабелей.

При выборе категории кабеля следует иметь в виду, что она говорит только о качестве изготовления кабеля. Часто встречающееся в сети утверждение, что «кабель категории 5е работает на частоте 125 мГц, а категории 6 – на частоте 250 мГц» некорректно. Кабель работает на той частоте, на которой работает сетевое оборудование. Замена в сети 100BASE-TX кабеля категории 5е на кабель категории 6 не позволит перейти на 1 Гбит/с без замены сетевого оборудования (роутеров, свитчей, сетевых карт). Более того, если старый кабель 5е был качественным, замена его на Cat 6 нисколько не улучшит ни качество связи, ни её скорость.

И наоборот, на небольших расстояниях (до 10 м) в сетях 10GBASE-T можно использовать качественный 4-х парный кабель категории 5e – на качество и скорость связи это не повлияет.

Число пар.

Большинство кабелей содержит 4 пары проводов. Но в сетях 10BASE-T и 100BASE-TХ используется только 2 пары, поэтому большое распространение получил кабель категории 5е с двумя парами проводников – он легче, тоньше и дешевле 4-х парного. Но для сети со скоростью 10 Гбит/с он уже не годится.

4-х парные кабеля категории 5е иногда применяются для скрытой прокладки. При этом «лишние» две пары остаются в резерве и могут быть использованы в случае повреждения основных пар. Кроме того, существует сетевое оборудование, использующее «свободные» пары, например, для передачи аудиосигнала или служебной информации – в таких сетях тоже может быть использован 4-х парный кабель категории 5е.

Для частных ЛВС в квартире или частном доме можно порекомендовать скрытую прокладку провести 4-х парным кабелем категории 6, даже если предполагается устройство сети со скоростью 100 Мбит/с (вполне достаточной сегодня для большинства личных нужд). Это даст резерв для перехода на более быстрые сети без перепрокладки кабеля. А открытые участки и патч-корды можно сделать из кабеля, который наиболее оптимальным образом подходит для текущей сети. Для сетей со скоростью до 100 Мбит/с это будет 2-х парный кабель категории 5е, для скорости 1 Гбит/с – 4-парный 5е.

Тип витой пары чаще всего говорит о наличии/отсутствии экранирования и виде экрана.

Самым распространенным типом является UTP(Unshielded Twisted Pair – «неэкранированная витая пара»). Как следует из маркировки, экранирование на этом кабеле отсутствует. Часто можно услышать мнение, что кабель UTP не защищен от помех. Это не так. В кабелях UTP используется балансная защита от помех, достаточно эффективная в большинстве случаев.

FTP(Foiled Twisted Pair – «фольгированная витая пара») имеет общий экран из фольги, защищающий провода от мощных электромагнитных помех.

SFTP(Screened Foiled Twisted Pair – «экранированная фольгированная витая пара») поверх экрана из фольги имеет также сетчатый проволочный экран. Сетчатый экран усиливает экранирование кабеля и защищает тонкую фольгу внутреннего экрана от повреждений.

В то же время, простая прокладка кабеля FTP или SFTР вместо неэкранированного не решит проблемы с действительно серьезными помехами – для эффективной работы кабеля, оба его конца должны быть заземлены, как и использующееся сетевое оборудование. Кроме того, заземление должно быть качественным, что, например, в условиях многоквартирного дома может быть неосуществимо. Длинный тонкий провод заземления может сам работать как антенна, ловя дополнительные помехи. А если заземляющая шина (или провод PE в розетках) к земле фактически не подсоединен (что порой встречается), то заземленный на эту шину экран образует вместе с ней замкнутый контур, обеспечивающий прекрасный прием всех помех в округе.

Во-вторых, экран образует приличного номинала емкость, приложенную к рабочим проводам и глушащую (демпфирующую) сигнал – затухание амплитуды сигнала на экранированных проводах выражено сильнее.

В-третьих, разделка и обжимка экранированных проводов сложнее, чем для обычного неэкранированного кабеля. Нарушение же контакта между экраном и щечками разъема для экранированного кабеля нарушит заземление экрана и превратит его в антенну для ловли помех.

В-четвертых, повреждение экрана, приводящее к разрыву контакта (особенно легко возникающее на фольгированном кабеле при чрезмерном изгибе) также сведет на ноль защиту кабеля.

С учетом вышеизложенного, в условиях жилого помещения использование экранированных кабелей представляется неоправданным.

В качестве материала проводника используется либо медь, либо омедненный алюминий, изредка омедненная сталь. Омедненный алюминий обеспечивает худшие условия передачи сигнала, чем чистая медь, зато он намного дешевле. В то же время при выборе кабеля следует рассматривать информацию о материале жил, как дополнительную к его категории. Материал жил может иметь решающее значение, например, при длине линии, немного превышающей стандарт. В этом случае использование кабелей с медными жилами с большей вероятностью позволит установить связь. В нормальных же условиях эксплуатации все кабеля одной категории должны обеспечивать одинаковые условия связи независимо от материала жил.

Проводники в кабеле могут быть многожильные и одножильные. На качество связи это особого влияния не оказывает, выбирать жильность проводников следует из условий прокладки кабеля и его эксплуатации. Многожильные проводники более устойчивы к частыми изгибам, поэтому из таких кабелей можно делать патч-корды для ноутбуков или использовать их в линиях, которые периодически приходится перемещать с места на место.

Обычный кабель витой пары имеет ПВХ-оболочку (обычно серого, иногда синего или белого цвета), разрушающуюся под действием УФ-излучения и «дубеющую» на морозе. Поэтому для прокладки вне помещения следует использовать кабель со специальной полиэтиленовой оболочкой. Чаще всего она имеет черный цвет. Если предполагается часть линии прокладывать по воздуху, в кабеле должен быть несущий трос.

Варианты выбора.

Для прокладки домовой или квартирной сети скоростью до 100 Мбит/с по минимальной цене можно использовать 2-х парный неэкранированный кабель категории 5е. Он стоит от 500 до 1200 рублей за 100м.

Для прокладки домовой или квартирной высокоскоростной сети (или сети с запасом для развития) следует использовать кабель категории 6. Такой стоит от 1300 до 3300 рублей за 100 м.

Если требуется кабель для прокладки линии связи в условиях сильных помех от производственного оборудования, обратите внимание на экранированные кабеля и озаботьтесь наличием качественного заземления в местах прокладки кабеля и установки сетевого оборудования. Экранированный кабель будет стоить от 1300 до 3500 рублей за 100 м.

Для прокладки линии связи ЛВС на открытом воздухе потребуется соответствующий кабель по цене 1500-3500 рублей за 100 м.

Если же кабель еще предполагается натягивать между опорами, то следует обратить внимание на наличие несущего троса. Стоит такой будет 2800-3500 рублей за 100 м.

Источник

Передача сигналов по витой паре

Существует несколько типов проводных линий передачи информации: коаксиальный кабель, витая пара и оптоволокно. В статье рассматриваются основные характеристики кабелей на основе витых пар, описываются методы передачи сигналов для компенсации искажений. Перечислены типы витых пар и стандарты на них.

Витая пара — это два скрученных провода в изоляции. Скручивание делается для того, чтобы оба провода находились в одинаковых условиях, то есть воздействие на них внешних помех не отличалось. В одном кабеле может быть несколько пар, обычно 2 или 4, заключенных в общую диэлектрическую оболочку. Информационный сигнал содержится в разности напряжений между проводами одной пары.
Существует несколько разновидностей витых пар:

Одним из недостатков витой пары является возможность перехвата передаваемой информации. Это делается либо с помощью воткнутых в кабель двух иголок, либо путем считывания излучаемого кабелем электромагнитного поля. Экранирование обеспечивает защиту от электромагнитных наводок и несанкционированного подслушивания. С другой стороны, экранированный кабель значительно дороже, поэтому используется реже.
Кабели на основе витой пары по рабочей частоте делятся на следующие категории:

Согласно стандарту EIA/TIA 568 (Американский стандарт кабельных систем, принятый в июле 1991 г.), полное волновое сопротивление кабелей категорий 3, 4 и 5 должно составлять 100 Ом ±15% в частотном диапазоне от 1 МГц до максимальной частоты кабеля. Волновое сопротивление экранированной витой пары STP равно 150 Ом ±15%.

Стандарт определяет также максимально допустимую величину рабочей емкости каждой из витых пар кабелей категории 4 и 5. Она должна составлять не более 17 нФ на 305 м при частоте сигнала 1 кГц и температуре окружающей среды 20°С.

Итак, преимущество витых пар заключается в простоте монтажа и ремонта, а также в низкой стоимости кабеля. С другой стороны, неэкранированные кабели на основе витых пар обладают рядом недостатков: они подвержены влиянию электромагнитных помех и не гарантируют защиту передаваемой информации. Максимальная длина кабеля составляет 100 м.

Характеристики

Основными электрическими характеристиками витой пары являются волновое сопротивление, затухание на 1 м длины и скорость распространения сигнала. Рассмотрим их подробнее.

1. Затухание (attenuation) — это величина, характеризующая потерю мощности сигнала при передаче. Коэффициент затухания вычисляется как отношение мощности полученного на конце линии сигнала к мощности сигнала, поданного в линию, и измеряется в децибелах на единицу длины. Затухания обусловлены потерями в диэлектрике и скин-эффектом. По сравнению с другими типами кабелей витая пара обладает самым большим коэффициентом затухания на данной частоте. Именно затухание сигнала ограничивает длину кабеля. Для увеличения длины канала связи следует использовать более качественные кабели с защитой от помех и наводок. Для уменьшения коэффициента затухания применяются специальные корректоры или сигнальные буферы со встроенной коррекцией предыскажений.

Предыскажения вносятся для того, чтобы сделать АЧХ более ровной. При этом нелинейные искажения сигнала уменьшаются. В усилительный тракт передатчика включается корректор — нелинейное устройство, передаточные характеристики которого подбираются так, чтобы амплитудная характеристика объединенного устройства корректор-усилитель стала линейной, а амплитудно-фазовая характеристика — равномерной.
Для чего это требуется? В линиях передачи с ровной АЧХ отсутствует межсимвольная интерференция, что повышает качество передачи. Чем выше подъем АЧХ, тем большие затухания компенсируются и больше максимальная длина линии.

Существуют корректоры трех типов. АЧХ постоянного амплитудного корректора не меняется. Такие корректоры используются в сетях с фиксированной длиной среды передачи. Переменный амплитудный корректор, наоборот, имеет несколько предустановленных настроек, которые можно изменять в соответствии с длиной канала связи. Наиболее удобные в использовании — адаптивные корректоры, которые автоматически определяют уровень потерь в среде передачи и подбирают оптимальные параметры корректирующих импульсов. Адаптивные корректоры обычно разрабатываются под конкретные среды передачи, поэтому при выборе устройства необходимо удостовериться, что оно рассчитано именно на тот тип линии передачи и те параметры, которые используются в сети.

При коррекции сильных затуханий нельзя забывать о системном шуме. Дело в том, что сигналы с компенсацией потерь 40 дБ становятся очень чувствительными к шуму. Действительно, если отношение сигнал/шум поддерживается на уровне 10—15 дБ, то шумы в линии передачи не должны превышать 50—55 дБ, иначе сигнал потеряется.

2. NVP (Nominal Velocity of Propa­gation) — скорость распространения сигнала в линии, которая выражается как отношение скорости распространения сигнала к скорости света.

Рис. 1. Перекрестные помехи в кабеле на основе витой пары

3. NEXT (Near End CrossTalk) — переходное затухание, или перекрестные наводки на ближнем конце. Оно характеризует влияние соседних витых пар друг на друга и рассматривается только при двухсторонней передаче информации. Данный эффект проиллюстрирован на рис. 1. Сигнал, передаваемый по верхней витой паре, наводит помеху на нижнюю. При одностороннем обмене в расчет принимается параметр FEXT (Far End CrossTalk), характеризующий взаимодействие пар на дальнем конце. Для ослабления наводок применяется фольгирование.

4. Временная задержка распространения сигнала между двумя парами в кабеле (Pair-to-Pair Skew). Она появляется из-за того, что пары не идеально одинаковы, одна из них обязательно длиннее другой, поэтому сигнал проходит по ней больший путь. Типичное значение задержки составляет порядка 25 нс/100 м, но может доходить и до 45 нс/100 м. Этот параметр учитывается при скоростях передачи 100 Мбит/с и выше.

5. Временная задержка распространения сигнала внутри одной пары (Intra-Pair Skew). Она возникает в случае, если длины проводников в паре не совпадают. Обратимся к рис. 2. Пусть сигнал передатчика является парафазным. Видно, что из-за разной длины проводов на выходе появляется синфазная составляющая, при этом амплитуда полезного дифференциального сигнала уменьшается. Проблема осложняется тем, что для витой пары задержка распространения сигнала зависит от частоты, т.е. при передаче несинусоидального сигнала все компоненты задерживаются на разное время.

Рис. 2. Появление синфазной составляющей на выходе пары проводов с разной длиной

Рассмотрим некоторые заблуждения, относящиеся к временной задержке между проводниками в паре.

Миф 1: временная задержка распространения сигнала внутри одной пары не зависит от частоты. На самом деле в несвязанных парах, например в двойном коаксиальном кабеле, временная задержка постоянна и не зависит от частоты сигнала. Однако в случае STP и твинаксиального кабеля это не соблюдается (см. рис. 3).

Рис. 3. Задержка сигнала между двумя проводами твинаксиального кабеля

Миф 2: временная задержка пропорциональна длине кабеля. Это утверждение верно только на очень низких частотах, когда длина волны сравнима с длиной кабеля. На рис. 3 видно, что в диапазоне 300…1500 МГц наибольшая временная задержка наблюдается в самом коротком кабеле.

Миф 3: временную задержку можно определить методом прямого измерения, т.е. на один конец пары подать дифференциальный сигнал, а на другом засечь интервал между моментами появления сигналов в каждом проводе. Как показывает практика, этот способ применим только для низких частот, поскольку концы кабеля являются фильтрами НЧ.

Любая асимметрия в кабеле, в т.ч. и разность задержек сигнала внутри пары, приводит к появлению синфазной составляющей сигнала. При этом амплитуда дифференциальной составляющей уменьшается. Неприятность заключается в том, что дифференциальные и синфазные сигналы имеют различную скорость распространения и различные коэффициенты потерь, поэтому при переходе энергии из одной формы в другую фаза и частота сигнала могут меняться непредсказуемым образом, приводя к возникновению фазового дрожания (джиттера). Заметим, что сами по себе синфазные составляющие не вносят дрожание в дифференциальный сигнал. Однако преобразование составляющих из одной формы в другую существенно портят сигнал. Если дрожание мало или полностью отсутствует, то схема приемника значительно упрощается. Именно поэтому важно контролировать временные задержки в линиях связи и применять меры для их минимизации.

На практике фазовое дрожание определяют по амплитуде синфазной и дифференциальной составляющих, а точнее исходя из их отношения. Для проведения необходимых измерений требуется сетевой анализатор. Этот прибор очень дорогой и его обычно заменяют более простым устройством, схема которого приведена на рис. 4. Оно состоит из двух соединителей H9-SMA, работающих на частотах 2 МГц — 2 ГГц. Один из них нужен для генерации дифференциального сигнала (верхний на рисунке), второй — для отделения дифференциальной составляющей от синфазной. Далее сигналы поступают на измеритель мощности, который определяет их величину. По этим данным вычисляется фазовое дрожание.

Рис. 4. Устройство, заменяющее сетевой анализатор при определении джиттера

Основными параметрами витой пары являются затухание на 1 м длины, переходное затухание NEXТ и временная задержка. Последние два показателя улучшаются за счет экранированных кабелей. Для ослабления затухания в кабеле существует несколько методов, наиболее распространенный из которых — применение корректоров сигнала.

При правильном выборе типа кабеля и корректора, а также их правильном соединении, максимальная длина линии передачи может достигать 100 м. Однако при передаче сигнала на дальние расстояния следует соблюдать симмметричность кабеля, иначе возникает фазовое дрожание, которое может серьезно повлиять на качество сигнала.

Источник