Сопротивление кабеля компьютерной сети

Теория «Витой пары».

«Витая пара» (twisted pair) — это кабель на медной основе, объединяющий в оболочке одну или более пар проводников. Каждая пара представляет собой два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода. Кабели данного типа зачастую сильно отличаются по качеству и возможностям передачи информации. Соответствия характеристик кабелей определенному классу или категории определяют общепризнанные стандарты (ISO 11801 и TIA-568). Сами характеристики напрямую зависят от структуры кабеля и применяемых в нем материалов, которые и определяют физические процессы, проходящие в кабеле при передачи сигнала.

Сбалансированность пары

Сбалансированность пары является фактически определяющей характеристикой качества кабеля, поскольку влияет на большинство других его свойств. Дело в том, что электромагнитное (Electro Magnetic — EM) поле наводит электрический ток в проводниках и образуется вокруг проводника при протекании по нему электрического тока. Взаимодействие между EM-полями и токонесущими проводниками может оказывать отрицательное воздействие на качество передачи сигнала. В обоих же проводниках сбалансированной пары электромагнитные помехи (em1 и em2) наводят одинаковые по амплитуде сигналы, (S1 и S2) находящихся в противофазе. За счет этого суммарное излучение «идеальной пары» стремится к нулю.

Если в кабеле присутствует более одной пары, то для исключения взаимных наводок пар, которые могли бы нарушить электромагнитный баланс, пары скручивают с различным шагом.

Impedance (Характеристический импеданс)

Как всякий проводник, «Витая пара» имеет сопротивление переменному электрическому току. Однако это сопротивление может быть различным для различных частот. «Витая паря имеет импеданс обычно 100 или 120 Ом. В частности для кабеля Категории 5 импеданс измеряется в диапазоне частот до 100 МГц и должен составлять 100 Ом ±15%.

Для идеальной пары импеданс должен быть одинаковым по всей длине кабеля, поскольку в местах неоднородности возникает эффект отражения сигнала, что в свою очередь может ухудшить качество передачи информации. Чаще всего однородность импеданса нарушается при изменении в рамках одной пары шага скрутки, перегиба кабеля при прокладке или иного механического дефекта.

Скорость/задержка распространения сигнала

NVP (Nominal Velocity of Propagation) — скорость распространения сигнала. Выражается как отношение скорости распространения сигнала к скорости света. Однако часто применяется производная от NVP и длины кабеля характеристика «delay» (задержка), выражающаяся в наносекундах на 100 метров пары. Если в кабеле присутствует более более одной пары, то вводят понятие «delay skew» или разность задержки. Дело в том, что пары не могут быть идеально одинаковы, что порождает разные задержки распространения сигнала в разных парах. Идеальные системы подразумевают, что подобные разницы будут минимальны.

Attenuation

Помимо импеданса и скорости распространения сигнала выделяют и другие важные характеристики кабеля типа «Витая пара». Одной из таких является погонное затухание (attenuation), характеризующей величину потери мощности сигнала при передачи. Характеристика вычисляется как отношение мощности полученного на конце линии сигнала к мощности сигнала, поданного в линию. Поскольку величина затухания изменяется с ростом частоты, она должна измеряться для всего диапазона используемых частот. Сама величина выражается в децибелах на единицу длины.

На представленном графике показаны потери мощности сигнала при передаче в зависимости как от длины кабеля, так и от используемой частоты.

NEXT (Near End Crosstalk)

Другим важным параметром является NEXT (Near End Crosstalk), или переходное затухание между парами в многопарном кабеле, измеренное на ближнем конце — то есть со стороны передатчика сигнала, которое характеризует перекрестные наводки между парами. NEXT численно равен отношению подаваемого сигнала на одну пару к полученному наведенному в другой паре и выражается в децибелах. NEXT имеет тем большее значение, чем лучше сбалансирована пара. Измерения необходимо проводить с обоих сторон, поскольку эта характеристика зависит от взаимного расположения измерительных приборов и мест возможных дефектов в кабеле. Как и погонное затухание, NEXT необходимо измерять для полного ряда частот.

В многопарном кабеле измерения производятся для всех комбинаций пар. Однако в настоящее время все чаще применяют и более глубокие тесты, основанные на выявлении групповых наводок на ближнем конце между всеми парами (Power Sum Crosstalk), присутствующими в кабеле.

Power Sum Crosstalk

Другое название данной характеристики — Power Sum NEXT или PS-NEXT. Как и NEXT, Power Sum CrossTalk выражает переходное затухание между парами в многопарном кабеле, измеренное на ближнем конце — то есть со стороны передатчика сигнала. Однако учитываются одновременные наводки со всех пар, присутствующих в кабеле. Подобно NEXT, PS-NEXT измеряется с обоих концов линии для всего диапазона применяемых частот.

Кроме оценки взаимных наводок пар на ближнем конце кабеля, переходное затухание измеряют и со стороны приемника сигнала. Данный тест получил название FEXT (Far End Crosstalk).

FEXT (Far End Crosstalk)

Far End Crosstalk или переходное затухание на дальнем конце характеризует влияние сигнала в одной паре на другую пару. В отличие от NEXT FEXT измеряется посредством подачи тестового сигнала на пару в кабеле с одной пары и замера наведенного сигнала в другой паре со стороны приемника. Характеристика численно равна отношению тестового сигнала к наведенному посредством созданного электрического поля. FEXT как и все семейство характеристик переходного затухания, измеряется на всем диапазоне используемых частот и выражается в децибелах.

ACR (Attenuation Crosstalk Ratio)

Одной из самых важных характеристик, отражающих качество кабеля является разность между погонным и переходным затуханиями, выражающуюся в децибелах. Чем меньше погонное затухание, тем большую амплитуду имеет полезный сигнал на конце линии. С другой стороны чем больше переходное затухание, тем меньше взаимные наводки пар. Таким образом разность этих двух величин отображает реальную возможность выделения полезного сигнала принимающим устройством на фоне помех. Для уверенного приема сигнала необходимо чтобы Attenuation Crosstalk Ratio был не меньше заданного значения, определяемого стандартами для соответствующей категории кабеля. При равенстве погонного и переходного затухания выделить полезный сигнал становится теоретически невозможно.

Так как характеристика не измеряется, а является результатом вычислений на основе измерений затуханий, которые в свою очередь зависят от используемой частоты, ACR должен вычисляться для всего диапазона применяемых частот.

ELFEXT (Equal Far End Crosstalk)

ELFEXT — приведенное переходное затухание. Эта характеристика вычисляется на основании измерений переходного затухания на дальнем конце (FEXT) и погонного затухания (Attenuation) наводимой пары. Фактически ELFEXT — это ACR на дальнем конце кабельного линка, т.е. разница между параметрами FEXT первой пары и Attenuation второй. ELFEXT как и все семейство характеристик переходного затухания, вычисляется для всего диапазона используемых частот и выражается в децибелах.

PS-ELFEXT (Power Sum Equal Far End Crosstalk)

PS-ELFEXT — суммарное приведенное переходное затухание. Эта характеристика вычисляется для каждой отдельной пары простым суммированием значений ее параметров elfext относительно всех остальных пар. Return Loss (RL)

При передачи сигнала, возникает так называемый эффект отражения сигнала в обратном направлении. Величина отражения сигнала Return Loss или «обратное затухание» пропорциональна затуханию отраженного сигнала. Характеристика особенно важна при построении сетей с поддержкой протокола Gigabit Ethernet, использующего передачу сигналов по витой паре в обе стороны (полнодуплексная передача). Достаточно большой по амплитуде отраженный сигнал может искажать передачу информации в обратном направлении. Return Loss выражается в виде отношения мощности прямого сигнала к мощности отраженного.

Е сли у Вас возникли вопросы по статье или Вы хотите получить консультацию — обращайтесь:

	по телефону: (495) 919-55-57		по Skype
	по электронной почте		Заказать расчет АТС

Рекомендованные статьи

Зачем нужны системные телефоны

Часто приходится слышать вопрос от людей, интересующихся покупкой мини-АТС — «Что такое системный телефон, зачем он нужен и нельзя ли обойтись без него?». Часто также встречается заблуждение, что системный телефон нужен только для программирования АТС, ну или в крайнем случае для секретаря, чтобы она могла с него переключать звонки. По сравнению с обычными аналоговыми аппаратами, системные телефоны обладают целым рядом преимуществ, что делает их установку на рабочих местах экономически выгодной, за счет повышения производительности и эффективности работы сотрудников. Читать дальше

Объединение АТС в единую сеть

У многих современных компаний имеются удаленные филиалы и подразделения. По статистике 70% всех соединений филиалов приходится на головной офис. При этом занимаются внешние линии, ограничивая поступление входящих звонков, кроме того приходится оплачивать исходящий трафик. В связи с этим возникает проблема связи головного офиса со своими филиалами, а также создания собственной сети, объединившей бы все подразделения компании в единое целое. Имеется множество способов решения данной проблемы. Рассмотрим некоторые из них: Читать дальше

Интеграция мобильных телефонов в мини-АТС

Современные АТС предоставляют функции, обеспечивающие совместную работу мобильных телефонов с мини-АТС, причем эти функции выполняются так, как будто пользователь мобильного телефона является внутренним абонентом УАТС. Это позволит достичь истинной мобильности в Вашей работе и будет особенно полезно в таких сферах деятельности как агентства недвижимости, страховые компании, юридические фирмы, службы доставки, строительный бизнес. Читать дальше

Применение GSM шлюзов

Зачастую при открытии филиала или дополнительного офиса, у компаний возникают проблемы с подключением телефонных линий. Причины могут быть разные — нет возможности провести телефон из-за отстутствия кабеля или отстутствия в нем свободных пар, в данном конкретном месте присутствует только один оператор связи и его тарифы непомерно высоки из-за подобного монополизма и т.д. Читать дальше

Монтаж мини-АТС в 19″ шкафы и стойки

Качественное решение по монтажу мини-АТС в 19” стойку или телекоммуникационный шкаф. Коммутация станционной и абонентской проводки выполняется на патч-панелях, которые соединяются между собой патч-кордами. Дальнейшее обслуживание кабельногй сети (при переезде сотрудников или добавлении новых линий) сводится к простому «перетыканию» патч-кордов. Читать дальше

Источник

Максимальное допустимое сопротивление жилы витой пары для пропускной способности соединения 1gbps?

Есть витая пара, жилы — биметаллические (омедненные). Длина провода 14 метров. Сопротивление между концами на разных жилах от 10 до 25 Ом. Если им подключить компьютер к роутеру, то скорость соединения ограничивается 100 мбит/с. Порты в роутере и ПК гигабитные.

Если от этого провода отрезать кусок меньшей длины и подключить им ПК к роутеру, то скорость соединения какая нужна — 1 гбит/с. Сопротивление на жилах от 4 до 8 Ом.

Мне интересно знать, каким максимальным может быть сопротивление в жиле, чтобы скорость соединения была 1 гигабит?

Простой 2 комментария

Вы не правильную величину измеряете.
Нужно затухание в целом, а не только сопротивление.
Витая пара не просто так витая, большая часть потерь идет излучением.

Где-то тут всё изложено
https://www.csd.uoc.gr/~hy435/material/Cabling%20S.
Только не перепутай волновое и постоянному току

В ответе Дениса дана очень правильная и исчерпывающая ссылка, но к ней можно добавить, что сопротивление по постоянному току не играет решающей роли, затухание сигнала на частотах 250..500 МГц (при соединении на 1Гбитс в этом диапазоне ведется передача) куда более критично волновое сопротивление и однородность кабеля, его симметричность. Биметаллические провода зачастую грешат еще и низким качеством скрутки, имеют малую толщину жил, могут иметь неоднородную изоляцию. Еще чаще они перебиваются ножевым контактом в коннекторе 8p8c или непропатчиваются в розетке, контакт теряется, хорошо если есть 100 Мбитс.
В моей практике (CCTV) встречались линии порядка 70..80 метров на биметаллическом кабеле, сохраняющими 1 Гбит, но видимо он был получше, там сопротивление приближалось к 60 омам на закороченную пару.

Войдите, чтобы написать ответ

Почему роутер считает, что он не подключен к интернету, пока не подключить его патч-кордом к компьютеру?

Источник