Есть разные типы конструкций проводов, по которым идет поток информации – простая витая пара, для интернета популярное оптоволокно или же коаксиальный кабель. Здесь основное внимание уделено витой паре.
Витая пара – определение и особенности
Витая пара (ВП) два провода, плотно скрученных между собой по длине линии, покрытые общей изоляцией. Скручивание помогает создать идентичные условия для обоих проводов, тогда внешние раздражители на них влияют одинаково. В кабеле бывает несколько пар, стандартно 2-4, покрытых диэлектрической оболочкой снаружи. Информационный сигнал передается по разности напряжений, что создается между проводами.
Есть несколько типов ВП, показатели которых указываются короткой аббревиатурой снаружи. TP – основной показатель Twisted Pair, характерный для всех, английское обозначение «витая пара»:
| Коротко | Что значит | Описание |
|---|---|---|
| UTP | Unscreened TP | ВП простая, неэкранированная |
| FTP | Foiled TP | Фольгированная, с общим экраном |
| SFTP | Shielded Foiled TP | Фольгированная и экранированная ВП, 2 экрана снаружи |
| STP | Shielded TP | ВП защищенная с отдельным экраном внутри кабеля |
| S / STP | Screened Shielded TP | Защищенная и экранированная ВП, есть дополнительный экран есть снаружи |
Недостатки кабельной системы ВП
Главным недостатком является риск перехвата информации, что происходит по-разному – либо внутрь кабелей втыкают иголки на месте передачи или считыванием излучаемого парой электромагнитного поля специальным устройством. Экранирование защищает от несанкционированного прослушивания и риска электромагнитных наводок, но такой кабель будет дороже обычного, реже используется.
ВП бывает нескольких категорий:
| Категория кабелей | Макс. частота (МГц) | Сфера применения |
|---|---|---|
| 1 | - | Обычные кабели, передается только речь (как телефонные) |
| 2 | 1 | Данные переходят с небольшой частотой в 0 – 1 МГц, изредка используют |
| 3 | 16 | ВП в 9 витков по 1 метров длиной |
| 4 | 20 | Редки, мало отличаясь характеристиками от 3 категории. По стандартам рекомендуется перейти с 3 без 4, сразу на 5 |
| 5 | 100 | Самый универсальный кабель, быстро передает данные по хорошей частоте, стабильный, ВП в 27 витков по 1 м. |
| 6 | 200 - 250 | Перспективный тип высокочастотной передачи информации |
| 7 | 600 |
Волновое сопротивление по витой паре
Основной электрический показатель системы проводов – затухание на метровой длине и общая скорость передачи цифровой или звуковой информации.
Затухание (attenuation) – стандартная величина, отображающая снижение мощности сигнала зафиксированную при передаче. Притом коэффициент затухания определяется как соотношение мощности финального сигнала по 1 Дб / 1 м., с учетом децибелов звука на длину проводов на конце. Затухания появляются вследствие потери диэлектрики, возможно, влиянием скин – эффекта. Если сравнивать с другими конструкциями кабелей, у ВП наибольший коэффициент затухания по указанной частоте, что и ограничивает общую длину. Желая повысить длину канала, стоит защитить кабели экранами, есть специальные корректоры и сигнальные буферы с коррекцией предыскажений. Такие предыскажения помогают выровнять АЧХ, уменьшая нелинейные искажения. А усиливает сигнал корректор. Корректируя сильные затухания, стоит помнить о влиянии системного шума, т.к. сигналы, снабженные компенсациями потерь в 40 дБ станут чувствительны к окружающему шуму и если соотношение сигнала и шума будет небольшим (10-15), тогда шумы не должны быть громче 50-60 дБ.
NVP (аббревиатура Nominal Velocity of Propagation) показатель скорости распространения потока сигналов, выражаемый соотношением скоростей распространения / света.
NEXT (аббревиатура от Near End Cross Talk) переходное затухание с ближнего конца, а еще перекрестные наводки, что характеризует влияние ближайших к исходной витых пар. Учитывается лишь при двухстороннем процессе обмена информацией. Сигнал, что передается в верхней ВП, создает помехи в нижней, а при одностороннем процессе учитывается параметр FEXT (аббревиатура с Far End Cross Talk), что отображает взаимодействие пар в дальнем конца. Ослабить наводки поможет фольгирование.
Задержка временная при обмене сигналами соседними парами внутри общего кабеля проявляется вследствие разницы характеристик ВП. Когда одна пара бывает длиннее другой, соответственно сигнал по последней идет дольше. Типичная задержка – 25 нс, бывает 45 нс по соотношению к 100 м.
Задержка временная при распространении сигнала, проходящего внутри пары, возникает, когда длины проводников у ВП не идентичные. Еще для ВП задержка распространения еще зависит от уровня частоты, когда компоненты информации в момент перемещения задерживаются не одинаково, а по – разному.