Реферат: Структурированные кабельные системы содержание предисловие

Структурированные

кабельные системы


СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие……………………………………………………….……………………………………..7

Введение………………………………………………………………………………….………………...8

Определения основных элементов кабельных систем и принципы разделения

активной и пассивной частей в информационных системах……………………………………………………..…12

Передающие физические среды, используемые

в структурированных кабельных системах.

^ Принципы распространения сигналов в средах..........………………………………………………………………..................………………..…13

Коаксиальные передающие среды.................................………............…….........……………………….........…....…13

Передающие среды на основе витой пары проводников.............………….....................…………………….……15

Волоконно-оптические передающие среды ...........................................………….........……………………....….…19

^ Стандарт телекоммуникационного каблирования

коммерческих зданий ANSI/TIA/EIA-568 A................................……………………...…31

Основные группы спецификаций........................................................................………….………………………….…31

Элементы кабельной системы........................................................................................………………………………..32

Каблирование на основе UTP..................................................................................………...….……………………….39

Каблирование на основе STP-A....................................................................................….…………………………..…50

Волоконно-оптическая кабельная система................................................................………………………………...51

^ Стандарт телекоммуникационных помещений и трасс коммерческих зданий ANSI/TIA/EIA-569 ....……………………………………….................................……........ 52

Горизонтальные трассы..................................................................……......................…………………………..............52

Магистральные трассы.........................................................................…….………………………….............................53

Рабочее место.............................................................................................……........………………………….................53

Телекоммуникационные шкафы.......................................................................………………………...............……....54

Аппаратные.............................................................................................................…………………..………..............…..55

Городской ввод ................................................................................................................………………………………....55

Трассы, помещения и источники электромагнитных помех (EMI) ..................................……………………….....56


^ Стандарт администрирования телекоммуникационных инфраструктур коммерческих зданий АМ51Д1А/Е1А-60б …………………………………................. 57

Концепция администрирования... ....................................…………………………….....................57

Представление информации .......................................................…………………………….........59

Администрирование трасс и помещений ............................................……………………….........60

Администрирование кабельной системы .....................................…………………………............61

Администрирование системы заземления ….............................…………………………..............65

Метки и цветовое кодирование......................................……....………………………………..........67


^ Стандарт ISO/IEC 11801:1995(Е):

Информационные технологии.

Универсальные кабельные системы зданий ....................................……………….…. 69

Структура универсальной кабельной системы ...............................................................……........69

Правила построения системы .......................................................................................…….….…..73

Горизонтальная кабельная система .......................................................................…......………....74

Магистральная кабельная система.................................................................................…………..76

Спецификации линии ..............................................................……….......................................…....77

Спецификации кабельных компонетов............................................………............................….....79

Требования к коммутационному оборудованию DTP..............................…….....................……...81

Волоконно-оптическое коммутационное оборудование.................................…….............…..…..83

Правила экранирования ............................................................................................…………....….84

Администрирование.....................................................................................................………….......85

Стандарт CENELEC EN 50173:1995(Е): Информационные технологии.

Универсальные кабельные системы...............................................................................……….....85

Соотношение между международным (европейским) и американским стандартами......……...86


Система критериев безопасности и уровней рабочих характеристик Underwriters Laboratories (UL).............................……………………………………………....... 87

^ Телекоммуникационные системы: электромагнитные помехи
и электромагнитная совместимость.............................................………………………..... 89


Необходимость в электромагнитной совместимости .................................................…………......89

Электромагнитные помехи (EMI) и электромагнитная совместимость (ЕМС)..............……….....90

EMI и каблирование...............................................................................................……......……….....91

Электромагнитная совместимость (ЕМС)....................................................……................…….…..92

Основы философии ЕМС....................................................................................……....……….........92

Основные требования по обеспечению ЕМС ..........................................................…....…….........93

Требования по невосприимчивости к EMI ................................................................…...………......93


^ Проблемы экранированных и неэкранированных

кабельных систем...............................…………………………….................................................. 95

Передающие характеристики витой пары .......................................................................….………..95

Излучение......................................................................................................................……...………..95

Невосприимчивость к шуму.....................................................................................…….......…….....96

Комбинированное влияние...........................................................................................……....……....96

Физические характеристики кабелей UTP и STP........................................................……..….….....97

Испытания ..............................................................................................................…….......….….......97

Измерение вторично наведенного тока.........................................................……..............…..……..97

Измерение разницы напряжений ..........................................................................…….....….…........98

Выводы по результатам измерений ..........................................................................…....…….…....98


^ TIA/EIA TSB-67: Полевое тестирование кабельных систем на основе неэкранированной витой пары - спецификации передающих рабочих характеристик ...................................……………………………………………………............. 99


Тестируемые конфигурации ............................................................................................……….. 100

Тестируемые параметры ................................................................................................………... 102

Уровни точности измерений............................................................................................………... 104

Технология определения точности измерений по TIA TSB-67.......................................……..... 104

Модель погрешностей полевого тестера .......................................................................………... 104

Модели оценки точности измерений................................................................................………. 105

Требования к точности измерений Уровень 2 (Level II)...................................................…….... 105

Дополнительные тесты, выполняемые полевыми измерительными приборами............……... 106

^ Тестирование оптического волокна

Тестирование непрерывности .......................................................................................………....108

Тестирование затухания. Измерение оптической мощности........................................……...... 108

Оборудование...............................................................................................................……….......109

^ TIA/EIA TSB-72: Руководство по централизованному

оптическому каблированию..............................................................…………………. 110

TIA/EIA TSB-75: Дополнения к практике горизонтального каблирования для открытых офисных пространств ....................………………………………... 111

Многопользовательская телекоммуникационная розетка .............................................……..... 111

Консолидационная точка..............................................................................................………..... 112

^ Компоненты СКС .............................................................................……….... 114

Кабельные компоненты СКС............................................................................................……..... 114

Коммутационное оборудование СКС..............................................................................……...... 124

Компоненты защиты СКС ................................................................................................……….. 141
Структурированные кабельные сети и реализация на их
основе различных коммуникационных приложений....................………... 143

Факторы цены в кабельных системах.............................................................................………... 143

Телефония.....................................................................................................................………...... 143

ISDN................................................................................................................................………..... 144

ATM.................................................................................................................................…….…..... 144

IBM 3270.........................................................................................................................………...… 144

AS/400.............................................................................................................................………..… 145

Token Ring ......................................................................................................................……….…. 145

10BASE-T.......................................................................................................................………..…. 146

100BASE-T...............................................:.......................................................................………... .146

TP-PMD...........................................................................................................................………..….147

^ ПРИЛОЖЕНИЕ 1 .Схемы цветового кодирования кабельных компонентов.........……….... 148

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Телекоммуникационные кабельные системы. Термины и определения ....................……….. 151

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Англоязычные сокращения ..............................................……... 169

Литература........................................................................................………….... 175


Предисловие

Цель данной книги - дать основные теоретические и практические сведения по вопросам планирования, проектирования, монтажа и администрирования структурированных кабельных систем.

Многолетний опыт работы в промышленности структурированного каблирования пока­зал, что даже в среде профессионалов не всегда существует полное понимание сути про­блем, связанных с построением сложных СКС. Весьма часто неверная или неполная инфор­мация, попадая из разнообразных источников в профессиональные круги, вызывает искажен­ные толкования не только стандартизованных принципов создания кабельных систем, но и самих физических и технологических концепций работы телекоммуникационных систем.

Эти отрицательные явления обусловлены как сравнительной молодостью кабельных стандартов (самому старому из них не более 8 лет) и, вследствие этого, их недостаточной распространенностью, так и определенными тенденциями в телекоммуникационном бизнесе, когда некоторые производители и их партнеры компании-контракторы пытаются искажать по­ложения стандартов в свою пользу в условиях конкурентной борьбы. В России эта проблема усугубляется еще и тем, что часто. отсутствует русскоязычная информация о стандартах структурированных кабельных систем, не говоря уже о самих стандартах. Это резко ограни­чивает круг специалистов, владеющих точными знаниями. Конечные пользователи вынуждены либо полагаться на известное имя производителя, либо каким-то образом пытаться исследо­вать проблему самостоятельно.

Первоначально содержание книги было задумано в значительной степени ориентиро­ванным на технологические и практические вопросы, но в процессе подбора материалов ста­ло понятным, что начинать информирование специалистов нужно все-таки не с этого. Таким образом книга постепенно превратилась в справочное пособие, содержащее основные све­дения по структурированным кабельным системам. Значительную его часть составляет обзор содержания международных и национальных стандартов. С целью сохранения стиля и струк­туры официальных документов в книге изложение стандартов дано в форме, максимально приближенной к текстам оригиналов. Терминология, используемая в книге, характерна для специалистов в области проектирования и монтажа телекоммуникационных кабельных систем и основана на терминологии стандартов ANSI (Национального института стандартов США). Она может незначительно отличаться от терминологии, предлагаемой в популярных журналах и изданиях.

В общем, данную книгу можно рассматривать как универсальное справочное пособие по основным вопросам планирования, проектирования, монтажа и администрирования струк­турированных кабельных систем. Хотелось бы надеяться, что вслед за этим изданием появят­ся работы, посвященные более конкретным и специализированным темам, что позволит спе­циалистам и всем интересующимся данными вопросами последовательно и систематизиро-ванно получить необходимые им знания.

Особую благодарность за предоставленные материалы и право их использования хоте­лось бы выразить компаниям The Siemon Company, CommScope Inc., Belden Wire&Cable Inc., Scope Communications Inc.

Автор


Введение

В этой книге изложены общие принципы проектирования и построения телекоммуникацион­ных кабельных систем коммерческих офисных зданий. Материал, использованный в книге, основан на опубликованных документах и неопубликованных проектах стандартов телекомму­никационного каблирования, таких как международные, региональные, национальные и от­раслевые стандарты - ANSI/TIA/EIA, TIA TSB, ISO/IEC 11801, CENELEC EN 50173 (BS 50173).

Материал, изложенный в книге, может быть полезен широкому кругу специалистов, ин­тересующихся телекоммуникационными системами, в том числе специалистам телефонии, разработчикам и производителям активного оборудования, владельцам зданий, контракторам и архитекторам, а также специалистам компаний, занимающихся продажей, монтажом и об­служиванием телекоммуникационного оборудования и предоставляющих телекоммуникацион­ный сервис. Все принципы и методы, описанные в книге, могут применяться как к новым, строящимся объектам, так и при внесении изменений в существующие телекоммуникацион­ные инфраструктуры.

Главной целью книги является изложение стандартизованных методов проектирования и монтажа телекоммуникационных кабельных систем коммерческих зданий. В контексте книги термин "коммерческое здание" относится к описанию офисных пространств, пользователи которых ежедневно используют сервис передачи речи, данных и видеоизображений. Приме­рами таких офисных пространств могут быть коммерческие, правительственные, федераль­ные организации и агентства, образовательные учреждения, медицинские центры и обслужи­вающие организации. Правильное проектирование и монтаж структурированной кабельной системы (СКС) обеспечивает ее совместимость с широким диапазоном приложений без предварительного знания того, какое конкретное телекоммуникационное приложение будет работать впоследствии на этой кабельной системе.

До 1984 года здания проектировались практически без учета тех телекоммуникационных сервисов, которые должны были впоследствии функционировать в них. Появлявшиеся прило­жения передачи данных требовали применения специфических типов кабельных продуктов. Система IBM S/3X работала на твинаксиальных кабелях 100 Ом, a Ethernet - на коаксиальных! 50 Ом. В то время как местные телефонные компании имели возможность монтировать свои кабельные системы для приложений передачи речи на стадии строительства здания, специа­листы по установке систем передачи данных получали доступ на объект уже после того, как он был заселен. Инфраструктура подвергалась переделкам, зачастую за счет больших допол­нительных затрат, и к неудовольствию конечного пользователя.

В этот период речевые кабельные системы имели минимальную структуру. Типичная система в коммерческом здании строилась на основе неэкранированной витой пары, НВП (Unshielded Twisted Pair, DTP) с рабочими характеристиками, пригодными только для передачи речи, и имела конфигурацию "звезда". Количество пар, приходящих в ключевые точки варьи­ровалось от 1 до 25. Максимальные расстояния передачи сигналов и количество кроссовых коммутационных узлов определялись поставщиком сервиса или изготовителем активного оборудования.

Ранние типы кабельных систем, применявшихся для передачи данных в 60-е годы, ос­новывались, как правило, на передаче несбалансированного сигнала по кабелю "витая пара" между хост-компьютерами и терминалами. Такой тип кабельной системы годился только для низкоскоростных коммуникаций, и, по мере того, как скорости передачи росли, ограничения, связанные с технологией передачи несбалансированного сигнала по кабелям "витая пара", стали слишком очевидными.

В середине 70-х годов компания IBM начала производство мэйнфреймов, которые ис­пользовали коаксиальный кабель с сопротивлением 93 Ом. Создание несколькими годами позже устройства, часто называемого "балун" (BALUN - BALanced/UNbalanced), позволило использовать активное оборудование с коаксиальными интерфейсами в кабельных системах на основе витой пары. Адаптер типа "балун" осуществляет конвертацию несбалансированно­го сигнала, передаваемого по коаксиальной среде, в сбалансированный сигнал, который мо­жет распространяться по кабелям "витая пара".

После возникновения технологии Ethernet в начале 80-х годов, коаксиальный кабель с сопротивлением 50 Ом начал заполнять коммерческие здания. По мере расширения популяр­ности Ethernet, ведущие производители, такие как Cabletron и Bay Networks (бывшая Synoptics), начали предлагать сетевые интерфейсные карты с модульными разъемами вместо коаксиальных коннекторов. Эта высокоскоростная технология (10BASE-T) требовала применения первокласного кабеля "витая пара", оптимизированного для передачи данных, который позднее был классифицирован как UTP категории 3.

В середине 80-х годов компания IBM разработала технологию Token Ring, определив в качестве передающей среды двухпарный экранированный кабель "витая пара" (ЭВП) 150 Ом (Shielded Twisted Pair, STP). Однако, по мере расширения применения витой пары в сетевых приложениях передачи данных, как альтернатива STP была введена в употребление DTP в ка­честве передающей среды для приложений Token Ring 4 и 16 Мбит/с.

В течение этого периода пользователи были поставлены перед выбором нескольких ти­пов передающих сред, которые включали в себя UTP, STP, коаксиал, твинаксиал, двойной ко-аксиал и оптическое волокно. Коннекторы, использовавшиеся с вышеперечисленными кабе­лями - модульные разъемы, универсальные коннекторы передачи данных (UDC), ВМС, тви-накс, DB9, DB15, DB25 и разнообразные оптические коннекторы. При приобретении конечным пользователем оборудования у нового производителя или при установке новой системы ста­рая система обычно полностью была обречена на замену. Вместо извлечения ненужных те­перь кабелей из телекоммуникационных трасс, они часто оставлялись на своем месте и новая кабельная система прокладывалась поверх старой. Зачастую старые кабельные трассы ста­новились настолько захламленными, что приходилось создавать новые.

Для удовлетворения растущего спроса на телекоммуникационные кабельные системы, которые могли поддерживать различные приложения, производители создавали кабельные системы, которые поддерживали речевые приложения и специфические приложения переда­чи данных. Несмотря на появление таких тенденций, конечные пользователи все еще были вынуждены делать выбор среди множества кабельных систем от различных производителей. В некоторых случаях была возможна совместимость, в других ее не было. Отсутствие одно­родности и универсальности вынудило промышленность к разработке стандартов, которые бы гарантировали совместимость между продукцией различных производителей. Для удовлетво­рения этого требования в 1985 году Ассоциация электронной промышленности (EIA) и Ассо­циация телекоммуникационной промышленности (TIA) организовали работу технических коми­тетов для разработки однородного семейства стандартов телекоммуникационных кабельных систем (рис.1).


'568 ANSI

1983

1985


1991


1995






Начало работы


Выпуск первого проекта (-TIA-568)


Выпуск второго проекта (-TIA-568-A)


ISO

1983


1985


1991


1995


Первое предложение разработки стандарта


В Стокгольме началось изучение проблемы


Первый проект опубликован для одобрения


Выпуск стандарта


Рис. 1. Хронология разработки стандартов кабельных систем ISO и ANSI


Эти комитеты работали более 6-ти лет в направлении разработки первых упорядочен­ных стандартов телекоммуникационного каблирования, телекоммуникационных трасс и поме­щений. Разработанные стандарты получили распространение во многих странах и были вы­работаны дополнительные спецификации к разделам по администрированию, системам за­земления, а также универсальные категории кабельных продуктов и соответствующих коннек­торов для сред UTP/ScTP 100 Ом (табл. 1). Работа над стандартами кабельных систем была продолжена новым изданием стандарта ANSI/TIA/EIA-568-A [17] и находящимся в настоящее время на стадии публикации стандартом ANSI/TIA/EIA-568-B, а также выпуском международ­ного стандарта универсальной кабельной системы ISO/IEC 11801 [41] и европейского стан­дарта универсальной кабельной системы CENELEC EN 50173 [35].

Таблица 1. Хронология выпуска телекоммуникационных стандартов кабельных систем

Октябрь 1990г. - ANSI/EIA/TIA-569 Август 1994г. - ANSI/EIA/TIA-607

^ Июнь 1991г. - ANSI/El A/TI А-570 Июль 1995г. - ISO/I ЕС 11801

Июль 1991г. - ANSI/EIA/TIA-568 Октябрь 1995г. - ANSI/EIA/TIA-568-A

Ноябрь 1991г. - TSB-36 Октябрь 1995г. - TSB-67

Август 1992г. - TSB-40 Июнь 1996г. - CENELEC EN 50173

Февраль 1993г. - ANSI/EIA/TIA-606 Октябрь 1995г. - TSB-72

Январь 1994г. - TSB-40-A Август 1996г. - TSB-75

До 1991 года законодателями в телекоммуникационных кабельных системах были ком­пании-производители компьютерной техники. Конечные пользователи зачастую оказывались в неприятном положении из-за противоречивших друг другу требований отдельных производителей по рабочим характеристикам систем и были вынуждены платить большие суммы за монтаж, настройку и эксплуатацию частных систем.

Промышленность средств телекоммуникаций признавала необходимость создания эко­номичной, эффективной кабельной системы, которая могла бы поддерживать наиболее воз­можно широкий спектр приложений и оборудования. EIA, TIA и представительный консорциум ведущих телекоммуникационных компаний начали совместную работу по созданию стандарта на телекоммуникационные кабельные системы коммерческих зданий АМ81/Е1АД1А-568-1991 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standard). Дополнительные нормативные до­кументы, описывающие требования и правила по проектированию и монтажу телекоммуника­ционных кабельных трасс и помещений, администрированию систем, спецификации кабель­ных компонентов и коммутационного оборудования, были выпущены вслед за ним. Стандарт ANSI/EIA/TIA-568-1991 был пересмотрен в 1995 году и в настоящее время носит название АМ8!Д1А/Е1А-568-А.

Целью указанных стандартов является описание структурированного каблирования - те­лекоммуникационной кабельной системы, которая может виртуально поддерживать любые приложения передачи речи, изображения и данных по желанию конечного пользователя.

В настоящее время по мере того, как все большее количество пользователей переходят к применению открытых систем, выпускаемое активное оборудование проектируется на осно­ве положения, что кабельная часть информационной инфраструктуры соответствует требова­ниям стандартов, то есть является гарантированно надежной и способной обеспечивать оп­ределенные рабочие характеристики. К различным рискам, являющимися следствием нестан­дартных кабельных систем, можно отнести следующие - сетевые рабочие характеристики ниже определенных стандартами; повышенная стоимость внесения изменений в систему (так называемые MAC - Moves, Adds, Changes); неспособность системы поддерживать новые тех­нологии. По мере распространения принципов структурированного каблирования стоимость устанавливаемого сетевого оборудования падала, а эффективность передачи данных росла с экспоненциальной зависимостью. Телекоммуникационная инфраструктура переросла в дос­тупный инструмент бизнеса с широкими возможностями.

Структурированная кабельная система (СКС) является основополагающей базой на про­тяжении всего времени существования информационной сети. Это основа, от которой зави­сит функционирование всех деловых приложений (рис. 2). Правильно спроектированная, смонтированная и администрируемая кабельная система снижает расходы любой организа­ции на всех фазах своей жизни.

По данным статистики несовершенные кабельные системы являются причиной до 70% всех простоев информационной сети. При стоимости простоя от $1000 до $50000 в час (рис. 3) легко видеть, насколько важно контролировать время простоя. Монтируя СКС, соз­данную в соответствии с положениями стандартов, можно эффективно устранять значитель­ную долю времени простоев.

Несмотря на то, что кабельная система, как правило, существует дольше большинства других сетевых компонентов, ее стоимость составляет только 5% общих инвестиций в ин­формационную сеть (рис. 4). Таким образом, использование структурированной кабельной систем является весьма убедительным способом инвестирования в производительность лю­бой организации или компании.




Кабельная система является компонентом сети с самым продолжительным времен' жизни, дольше которого существует только каркас здания. Кабельная система, созданная основе стандартов, гарантирует долговременное функционирование сети и поддержку мни численных приложений, обеспечивая отдачу от инвестиций на всем протяжении ее сущестн, вания.


^ Определения основных элементов кабельных систем и принципы разделения активной и пассивной частей в информационных системах


Телекоммуникационная инфраструктура. Сочетание телекоммуникационных элементов, исключая активное оборудование, которые обеспечивают базовую поддержку распреде ления.всей информации внутри здания или кампуса (городка) (ANSI/TIA/EIA-568-A).

^ Структурированная универсальная кабельная система. Структурированная телекоммуникационная кабельная система, способная поддерживать широкий диапазон приложе ний. Создается без предварительного знания тех приложений, которые будут использоваться впоследствии. Оборудование, предназначенное для поддержки конкретного специфического приложения, не является частью структурированной универсальной кабельной системы ^ (ISO/IEC 11801).

Кабельная система. Система телекоммуникационных кабелей, проводников, шнуров и пассивного коммутационного оборудования, поддерживающая коммутацию информационного технологического оборудования ^ (ISO/IEC 11801).

Кабель. Сборка (узел), состоящий из одного или более проводников, оптических воло кон или их групп одного типа и категории, находящихся внутри общей оболочки с экраном в качестве дополнительного элемента, сконструированный для использования проводников or дельно или группами ^ (ANSI/TIA/EIA-568-A, ISO/IEC 11801).

Коммутационное оборудование. Устройство, обеспечивающее механическое терми нирование кабеля (ANSI/TIA/EIA-568-A).

Приложение. Система, метод передачи информации которой поддерживается телекоммуникационной кабельной системой ^ (ISO/IEC 11801).

Канал. Путь передачи сигнала, соединяющий две точки, в которых происходит подключение оборудования, предназначенного для работы с конкретным специфическим приложе нием. Аппаратные шнуры и шнуры для подключения оборудования на рабочем месте включа ются в модель канала ^ (ISO/IEC 11801).

Аппаратный кабель (шнур). Кабель или кабельный узел (или кабель в сборе - кабель терминированный коннекторами), используемый для подключения телекоммуникационною оборудования к кабельной системе. Аппаратные кабели, как принадлежность активного обо рудования, не рассматриваются стандартами на кабельные системы ^ (ANSI/TIA/EIA-568-A, ISO/IEC 1I801).


Передающие физические среды, используемые в структурированных кабельных системах. Принципы распространения сигналов в средах.


^ Коаксиальные передающие среды


Коаксиальный кабель является наиболее распространенной средой, используемой для пере­дачи радиочастотных сигналов. Конструкционно он состоит из одножильного или многожиль­ного проводника, окруженного диэлектрическим материалом, как правило, плотным или мяг­ким пенополимером. Диэлектрик помещается в непрерывный алюминиевый экран, ламиниро­ванный полистером, а затем в луженую медную сетку. Вся конструкция помещается в оболоч­ку из поливинилхлоридного или огнеупорного полимерного материала.

Для коаксиального кабеля качество передачи сигнала определяется четырьмя электри­ческими параметрами, относящимися к материалу диэлектрика и геометрическим размерам кабеля - импедансом, затуханием, емкостью и временной задержкой распространения сигна­ла или скоростью его распространения в передающей среде.

Импеданс. Импеданс (или характеристический импеданс) - сопротивление (Ом) волно­вой передающей среды переменному электрическому току. Величина импеданса прямо зави­сит от отношения размеров внутреннего и внешнего проводников и связана обратной зави­симостью с диэлектрической постоянной кабеля. В отличие от сопротивления проводника импеданс не изменяется при изменении длины кабеля.

Для того, чтобы система могла работать с максимальной эффективностью, номиналь­ные импедансы передатчика, приемника и кабеля должны очень точно совпадать. При несо­ответствии импедансов в системе возникают обратные потери (потери отраженного сигнала).

Номинальный импеданс Z0 расчитывается по следующей формуле:



где Ег- диэлектрическая константа материала диэлектрика, D - диаметр диэлектрика, d - диаметр проводника, а - структурный коэффициент проводника (например, а = 0,939 для 7-жильного проводника, а = 0,970 для 19-жильного проводника).

Значения импеданса для кабелей определяют электрические требования к коммутаци­онному оборудованию. Большинство коаксиальных кабелей создано для работы с коммутаци­онным оборудованием, обладающим импедансом 50, 75 и 93 Ом.

В системах кабельного телевидения (CATV) используются, как правило, коаксиальные кабели с импедансом 75 Ом. Оборудование таких систем ЛВС как CSMA/CD использует 75-омные коаксиалы, а в кабельных системах IBM - 93-омные кабели для подключения видео­терминалов.

Затухание - потери или уменьшение уровня сигнала при прохождении его по пере­дающей среде. Существует два типа потерь, определяющих величину затухания сигнала -собственные потери в проводниках (центральном проводнике и экране) и диэлектрические потери. Оба типа потерь растут с увеличением частоты. Кроме того, на величину затухания влияет электрическая утечка из кабеля. Некоторые материалы обладают высокими диэлек­трическими или изолирующими характеристиками и их применение может способствовать снижению затухания в среде.

Затухание А измеряется в дБ на единицу длины и расчитывается по формуле:



где Ег- диэлектрическая константа материала диэлектрика, F - частота сигнала в МГц, D - диаметр диэлектрика, d - диаметр проводника, а - структурный коэффициент проводника (например, а = 0,939 для 7-жильного проводника, а = 0,970 для 19-жильного проводника), & -удельное сопротивление внутреннего проводника, р„ - удельное сопротивление внешнего проводника, df- тангенс угла потерь диэлектрика.


Спектральное затухание. Одной из проблем коаксиальных сред, обусловленной раз ницей в распространении в них низкочастотных и высокочастотных сигналов, является спек­тральное затухание. Несмотря на то, что высокочастотные сигналы распространяются быст рее по сравнению с низкочастотными, они обладают свойством потери мощности пропорцио нально пройденному растоянию в большей степени по сравнению с низкочастотными сигна лами. Потеря мощности, или затухание, выражается в дБ, и разница между величинами зату ханий высокочастотных и низкочастотных сигналов по всей длине кабеля в рабочей полосе частот не должна превышать определенного значения.

По спектральному затуханию определяется максимальная допустимая длина L кабель ного сегмента в широкополосной сети, которая расчитывается по формуле:



где ^ N - максимально допустимое спектральное затухание в системе, А\ - затухание вы сокочастотного сигнала, Аг- затухание низкочастотного сигнала.

Структурные обратные потери - мера потери мощности в кабеле или в системе при возникновении неоднородностей в проводнике или диэлектрике кабеля, вызывающих отраже ние части сигнала. При регулярном расположении таких неоднородностей по длине кабеля они могут вызывать значительные потери при передаче сигнала на частотах, соответствую­щие длины волн которых пропорциональны удвоенному расстоянию между неоднородностя-ми. Обратные потери могут быть обусловлены как некачественно изготовленным кабелем, так и небрежным монтажем.

Емкость - отношение величины электрического заряда двух проводников к разнице по­тенциалов между ними или, говоря другими словами, - энергия, накапливаемая кабелем. Ем кость измеряется в пФ на единицу длины. Как и импеданс, емкость коаксиального кабеля за­висит от размеров внутреннего и внешнего проводников и диэлектрической константы ди­электрического материала. Емкость и импеданс обратно пропорциональны друг другу.

Емкость С расчитывается по следующей формуле:



где Ег- диэлектрическая константа материала диэлектрика, D - диаметр диэлектрика, d - диаметр проводника, а - структурный коэффициент проводника (например, а = 0,939 для 7-жильного проводника, а- 0,970 для 19-жильного проводника).

^ Номинальная скорость распространения сигнала (NVP) - скорость распростране­ния сигнала в конкретном кабеле. В вакууме электромагнитные волны распространяются со скоростью света. В кабеле волна распространяется несколько медленнее - со скоростью, об­ратно пропорциональной диэлектрической константе кабеля. Чем меньше диэлектрическая константа, тем ближе скорость распространения сигнала к скорости света. Более низким зна­чениям диэлектрической константы соответствуют более высокие скорости передачи.

Скорость NVP распространения выражается в процентах от скорости света в вакууме и расчитывается по формуле:



где Е, - диэлектрическая константа материала диэлектрика.

^ Время задержки распространения сигнала по длине кабеля прямо пропорционально квадратному корню диэлектрической константы.


Фазовая задержка обусловлена тем, что более высокочастотные сигналы распростра­няются в передающей среде быстрее по сравнению с низкочастотными. В широкополосной сети информация обычно передается в виде цифрового кода, в котором низкочастотный тон определенной длительности представляет двоичную "1", а высокочастотный тон представляет "О". Вследствие того, что низкочастотные сигналы распространяются медленнее, они обла­дают тенденцией к отставанию от более быстрых высокочастотных сигналов и приходят к концу линии с фазовым сдвигом. Если такая фазовая задержка становиться большой, сигналы накладываются друг на друга и появляется вид интерференции, называемый дрожанием фазы или фликкер-шумом.


^ Рабочие характеристики экранов


Сеточные экраны состоят из тонких луженых или нелуженых медных проводников, переплетенных вокруг кабеля. В дополнение к отличным экранирующим свойствам сеточные экраны обладают большой гибкостью.

Сеточные экраны бывают самых разнообразных конструкций. Могут быть различными угол переплетения проводников в сетке, диаметр, тип и количество проводников. Количество сеток оказывает влияние на эффективность экранирования. Площадь экрана может изменять­ся от 80% до 95% в случае односеточных конструкций и может достигать 98% в случае двой­ных сеток [32].


^ Ленточно-сеточные экраны представляют собой луженые медные или алюминиевые сетки, оплетенные вокруг алюминиевой ленты, покрытой полистером или полипропиленом. Площадь сетки меняется от 40% до 95%, однако площадь всего экрана составляет 100%.