Витая пара: пропускная способность, характеристики, назначение
Содержание:
- Категории кабеля RJ-45
- Общие свойства кабелей
- Со скоростью света
- Стандартизация интернет-кабелей
- Итак последовательно рассмотрим все обозначения, самое главное при выборе сетевого кабеля — витой пары для сети: композит или CCA (омеднёнка)
- Сфера применения
- История
- Характеристики витой пары
- Характеристики, разновидности, отличие
- Первое знакомство с новой технологией
- Маркировка экранирования
- Доступные методы контроля качества кабелей UTP
Категории кабеля RJ-45
Существует несколько категорий кабеля витая пара, которые нумеруются от CAT1 до CAT7 и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины. Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях).
CAT1 (полоса частот 0,1 МГц) — телефонный кабель, всего одна пара (в России применялся кабель и вообще без скруток — «лапша» — у нее характеристики не хуже, но больше влияние помех). В США использовался ранее, только в скрученном виде. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема.
CAT2 (полоса частот 1 МГц) — старый тип кабеля, 2 пары проводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с, использовался в сетях token ring и ARCNet. Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.
CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 МБит/с по технологии 100BASE-T4. В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3. Также до сих пор встречается в телефонных сетях.
CAT4 (полоса частот 20 МГц) — кабель состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.
САТ5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 100BASE-TX поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар. При прокладке новых сетей пользуются несколько усовершенствованным кабелем CAT5e, это и есть то, что обычно называют кабель витая пара, благодаря высокой скорости передачи, до 100 Мбит/с при использовании 2 пар, и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар, является самым распространённым сетевым носителем, использующимся в компьютерных сетях до сих пор. Ограничение на длину кабеля между устройствами (компьютер-свитч, свитч-компьютер, свитч-свитч) 100 м. Ограничение хаб-хаб 5 м.
CAT6 (полоса частот 250 МГц) — применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с. Добавлен в стандарт в июне 2002 года. Существует категория CAT6a, в которой увеличена частота пропускаемого сигнала до 500 МГц. По данным IEEE, 70% сетей, установленных в 2004 году, использовали кабель категории CAT6.
CAT7 — Спецификация на данный тип кабеля пока не утверждена, скорость передачи данных до 100 Гбит/с, частота пропускаемого сигнала до 600-700 МГц. Кабель этой категории экранирован. Седьмая категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully shielded Twisted Pair).
Общие свойства кабелей
Эффект проявляется в зависимости от толщины проводника. Чем толще провод, тем меньше сопротивление, тем сильнее сигнал на заданном расстоянии и тем лучше характеристики среды. Более толстые провода предлагают преимущество большей прочности на разрыв. Калибровочные числа являются регрессивными. Другими словами, чем больше число, тем меньше проводник.
Конфигурация с одной парой — несколько пар объединяются таким образом, чтобы минимизировать затраты на развертывание, связанные с подключением нескольких устройств, например, электронных телефонных станций УАТС или KTS, терминалов данных и модема к одной рабочей станции.
Полоса пропускания — эффективная емкость кабеля витой пары зависит от нескольких факторов, в том числе от размера проводника, длины цепи и расстояния между усилителями (повторителями). Приложение с высокой пропускной способностью (частотой) может создавать помехи другим сигналам в парах, находящихся в непосредственной близости.
Безопасность — витая пара по своей природе является небезопасной средой передачи. Относительно просто разместить физические отводы по UTP. Кроме того, излучаемая энергия легко перехватывается с помощью антенн или индуктивных катушек, без необходимости размещения физического отвода.
Со скоростью света
Предполагаю, что многим читателям приходилось препарировать обычный сетевой кабель, и они знают, что он состоит из медных жил. Металл, в частности, медь передает информацию с устройства на устройство посредством электрических импульсов. Но электричество – лишь один из возможных переносчиков сигнала в компьютерных сетях, еще им бывают радиоволны и свет.
Для передачи светового импульса медь не годится, ему нужна прозрачная среда – светопроводящее волокно, которое и называют оптическим.
Оптоволокно или световод – это особая нитевидная структура из стеклянных или пластиковых материалов, которая проводит свет на большие расстояния. Скорость передачи по нему, в отличие от меди, практически безгранична!
Пучок таких волокон под одной оболочкой называют волоконно-оптическим кабелем, а сеть из них – волоконно-оптическими линиями связи или ВОЛС.
Оптоволокно: что оно собой представляет
Оптическое волокно состоит из прозрачного сердечника – среды передачи света, и оболочки (демпфера), которая препятствует затуханию импульса и обеспечивает его доставку до конечной точки.
Передающие среды, которые иначе называют ядрами оптических волокон, делают из кварцевого, халькогенидного и других видов стекол, а также из акриловых смол. Эти материалы характеризуются прочностью, гибкостью, высокой светопроницаемостью и низкой чувствительностью к перепадам температур и излучениям. Оболочки также состоят из стекла или пластика.
Толщина световодов, используемых в построении ВОЛС, составляет 125 мкм. При этом диаметр сердечника может быть разным – 7–62,5 мкм в зависимости от вида оптоволокна.
Виды и категории оптических волокон и кабелей. Одномод и многомод
По виду и назначению различают одномодовые и многомодовые оптические волокна (а также состоящие из них кабели).
- Одномодовые оптоволоконные нити пропускают лишь 1 световой сигнал (одну моду). Диаметр их сердечника составляет 7-10 мкм (в коммуникационных системах – 9 мкм), а чем он уже, тем ниже дисперсия и меньше затухание луча. Пропускная способность одномодового кабеля ниже, чем многомодового, но он способен передавать данные на бОльшие расстояния.
- Многомодовые волокна одновременно пропускают несколько сигналов. Их сердечники имеют в несколько раз большее сечение – 50-62,5 мкм, что создает условия для повышения уровня дисперсии и более быстрого затухания импульса. Кабели такого типа предназначены для относительно коротких расстояний.
Волоконно-оптические кабели, которые используют для построения компьютерных сетей, делятся на 7 классов:
- OS1 – одномод с сердечником 9 мкм.
- OS2 – широкополосный одномод с сердечником 9 мкм.
- OM1 – многомод с сердечником 62,5 мкм.
- OM2 – многомод с сердечником 50 мкм.
- OM2 plus – могомод с сердечником 50 мкм для лазерных источников (улучшенный).
- OM3 – высокоскоростной многомод с сердечником 50 мкм.
- OM4 – оптимизированный многомод с сердечником 50 мкм.
Одномодовые кабели предназначены для межконтинентальных, межгосударственных, межгородских и внутригородских магистралей большой протяженности (обычно от 10 км), а также для связи удаленных узлов оборудования телекоммуникационных компаний и центров обработки данных. То есть их применяют там, где важна непрерывность (или минимальное количество соединений) и повышенная надежность линии.
Советуем изучить Замена аккумуляторов в шуруповерте
Кабели такого типа стоят дешевле, чем многомодовые, но если учесть затраты на весь необходимый комплект оборудования, то системы на одномодовой передаче обходятся дороже.
Многомодовые кабели используют для подключения к сети рабочих станций и других конечных устройств внутри помещений, для связи между этажами и близко расположенными зданиями (до 550 м). Также ими оборудуют дополнительные линии связи в центрах обработки данных.
Для подключения к Интернету жителей многоэтажных домов чаще всего используют многомодовые кабели классов OM3 и OM4.
Волоконно-оптические кабели передают данные на расстояние до 40-100 км и поддерживают скорость до 100 Гбит/с. Но это лишь теоретически достижимые значения: на быстроту и качество связи влияет категория кабеля и оборудование, которое обрабатывает сигнал.
Стандартизация интернет-кабелей
Витая пара состоит из двух медных проводов толщиной около 1 мм. Они закрыты индивидуально пластиковой изоляцией и скручены в спиральную форму. Полиэтилен, поливинилхлорид, полимерная смола и тефлон являются веществами, которые используются в целях защиты.
Цель скручивания — уменьшить электрические помехи в окружающей среде. Производительность или пропускная способность витой пары улучшается с увеличением количества скруток на длину. Если два провода расположены параллельно, и в них создаются электромагнитные помехи, например, от близко расположенного электродвигателя, то они возникают в проводе, находящемся ближе к источнику шума, что приводит к более высокому уровню напряжения в одном, чем в другом.
Стандартизация таких кабелей выполняется согласно международным требованиям ISO / IEC JTC1 / SC25 / WG3, а так же таких организаций, как TIA / EIA — Ассоциация телекоммуникационной промышленности в США.
Основные категории кабелей:
- 3 (10BaseT);
- 4 (10BaseT 16.0 Мбит/с);
- 5 (10BaseT, Token-Ring 16.0 Мбит с и TPD 100.0 Мбит/с);
- 5e (тип R развился до ширины полосы 100.0 МГц);
- 6 (для ширины полосы 200 МГц);
- 7 (пропускная способность витой пары 600 МГц).
Сравнивают их в соответствии с перекрестными помехами, то есть потерями части энергии сигнала из-за близости другой цепи и ее затухания.
Итак последовательно рассмотрим все обозначения, самое главное при выборе сетевого кабеля — витой пары для сети: композит или CCA (омеднёнка)
- Пример №1: UTP 5 LAN 24AWG UTP4 Cat5e 4*2*0,51 4 пары, композит
- Тип кабеля композит
- Материал медь-алюминий
Как правило, если в кабеле написано «композит» или «композитный» — то соответственно в кабеле, где присутствует алюминий как минимум в соотношении 50 на 50 с медью.
Если этого слова нет, то как правило предполагается что в кабеле медь,
Например: Кабель RJ45 UTP 5е 24AWG, 4 пары
Такой кабель в 2-5 раза дороже «композитного».
Очень часто на «композитном» кабеле даже на расстоянии 15-20 метров поднять гигабитное соединение не возможно. Если конечно не повезет с производителем, заклинанием шаманов, положением звезд в вселенной и тд. Но в обычной «жизни» как правило и 100-мегабитного как правило хватает — как говориться все решает ваш бюджет.
Так же причиной невозможности поднять гигабитное соединение может быть плохая как правило дешевая обжимка, которая недодавливает пины коннектора RJ-45.
И о самом простом:
UTP — англ. Unshielded twisted pair – переводится как неэкранированная витая пара.
LAN — англ. Local Area Network — перводится как Локальная вычислительная сеть ЛВС (локальная сеть = компьютерная сеть).
Но есть еще один значимый и важный нюанс, иногда слово композит отсутсвует, но присутсвует синоним — сокращение «CCA»:
Пример №2: Кабель — UTP 5 LAN 24AWG UTP4 Cat5e 4*2*0,51 CCA, 4 пары
CCA — расшифровывается как Copper Clad Aluminium — в переводе — алюминий плакированный медью.
Т.е. кабель произведен не из меди, а из алюминия (омеднёнка). Плакированный провод получают перемещением медной трубы внутри которой расположен алюминиевый провод.
Такой плакированный провод начинает обладать достаточно значительной частью характеристик настоящего медного провода. Однако естественно во всем ему уступает. В особенности повышенным сопротивлением. Такой кабель сечением 0,22 мм2 обладает сопротивлением порядка 150-180 Ом/км, т.е. практически в два раза большим. Алюминий есть алюминий, и он ни когда не станет чистой медью.
Но цена такого провода как уже писалось выше в два — пять раз дешевле оригинального медного.
4*2*0,51 — расшифровывается как 4 сдвоенных провода, диаметр сечения каждого из которого по 0,51мм, т.е. он полностью соответствует (равнозначно) калибру — 24AWG.
24AWG — общепринятый тех-стандарт для обычной не экранированной витой пары категории (типа кабеля) UTP4.
Сокращение, аббревиатура 24AWG — переводиться как American Wire Gauge (Американский Калибр Проводников) — что по факту просто является диаметром сечение кабеля. При этом больший калибр имеет более тонкий кабель.
Тип кабел (категория) UTP3 — соответствует 26 AWG — UTP cat.3 с соответствующим сечением — 0.40 квадратных миллиметров. Применяется в настоящее время для передачи аналогового сигнала в телефонных линиях.
Американский калибр проводников AWG – определяется количеством технологических этапов, т.е. проволку по-этапно пропускают через отверстия все меньшего и меньшего диаметра. Американский калибр проводников AWG — переводится в диаметр для одножильных кабелей по одной формуле, для многожильных — по другой.
Диаметр и площадь поперечного сечения проводников.
AWG Для одножильного кабеля |
Диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, мм2 |
18 | 1.020 | 0.817 |
19 | 0.912 | 0.653 |
20 | 0.813 | 0.519 |
21 | 0.724 | 0.412 |
22 | 0.643 | 0.325 |
23 | 0.574 | 0.259 |
24 | 0.511 | 0.205 |
25 | 0.455 | 0.163 |
26 | 0.404 | 0.128 |
AWG Для многожильного кабеля |
Количество жил | Диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, мм2 |
22 | 7 | 0.762 | 0.352 |
22 | 19 | 0.787 | 0.380 |
22 | 26 | 0.762 | 0.327 |
24 | 7 | 0.610 | 0.226 |
24 | 10 | 0.584 | 0.200 |
24 | 19 | 0.610 | 0.239 |
24 | 42 | 0.584 | 0.201 |
26 | 7 | 0.483 | 0.140 |
26 | 10 | 0.553 | 0.127 |
26 | 19 | 0.508 | 0.153 |
Сфера применения
Поверхностные слои кабеля «витая пара» разнятся по цветовой палитре, которая указывает область применения, так:
- Кабель черного цвета предназначается для прокладывания за пределами помещений, его верхний слой дополнительно покрывается полиэтиленовым слоем, что обеспечивает защиту провода от внешних воздействий атмосферы.
- Серая расцветка кабеля – предназначается для прокладывания внутри зданий.
- Кабель оранжевого цвета – предназначается для проведения в закрытых зонах с наличием воздушных потоков из вентиляционных систем и СКВ (систем кондиционирования воздуха). Такой вид кабелей не горит, не выделяет дым и галогены.
От солнечного излучения защищает полиэтиленовое покрытие, нанесенное на слой поливинилхлорида.
Цветовое обозначение кабелей позволяет различать функциональную предназначенность коммуникаций при укладке и в процессе обслуживания.
История
Перестановка провода на опоре
В самых ранних телефонах использовались телеграфные линии, которые представляли собой однопроводные цепи заземления . В 1880-х годах во многих городах были установлены электрические трамваи , которые наводили шум в этих цепях. В некоторых странах трамвайные компании несли ответственность за нарушение работы существующих телеграфных линий и оплачивали ремонтные работы. Однако для новых установок необходимо было с самого начала защитить себя от существующих трамваев. Помехи на телефонных линиях даже более разрушительны, чем на телеграфных линиях. Телефонные компании перешли на симметричные схемы , что позволило снизить затухание и , следовательно, увеличить дальность связи.
Поскольку распределение электроэнергии стало более обычным явлением, эта мера оказалась недостаточной. Два провода, натянутые по обе стороны от поперечин на опорах , разделяли трассу с линиями электропередач . В течение нескольких лет растущее использование электричества снова привело к увеличению помех, поэтому инженеры разработали метод, называемый перестановкой проводов , чтобы нейтрализовать помехи.
При перестановке проводов провода меняют положение через каждые несколько полюсов. Таким образом, два провода будут получать одинаковые электромагнитные помехи от линий электропередачи. Это была ранняя реализация скручивания со скоростью примерно четыре скручивания на километр или шесть на милю . Такие симметричные линии с разомкнутым проводом и периодическими перестановками все еще существуют в некоторых сельских районах.
Кабельная система с витой парой была изобретена Александром Грэмом Беллом в 1881 году. К 1900 году вся американская телефонная сеть представляла собой либо витую пару, либо открытый провод с перестановкой для защиты от помех. Сегодня большинство из миллионов километров витых пар в мире — это стационарные телефоны вне помещений, которые принадлежат и обслуживаются телефонными компаниями и используются для голосовых услуг.
Характеристики витой пары
Провод витая пара делят на несколько разновидностей — внутренние и внешние. Если модель изготовлена для размещения внутри дома, то дополнительная защита к ней не требуется.
Внешние типы (для улицы) проводов оснащают специальными экранами для дополнительной защиты. Это оболочка, которая предохраняет от механических повреждений, а также проникновения влаги и пыли внутрь. Также могут быть провода с огнеупорной оболочкой, предназначенные для размещения в объектах, которые могут воспламениться.
Монтаж витой пары дома
Защищённые кабели могут спокойно работать в жару, снегопад и ливень, то есть в любых погодных условиях. Дополнительно к внешнему кабелю можно прицепить специальный шнур, который защищает от сильных порывов ветра (используется, если кабель находится на весу, на столбе). Это подвесные модели проводов, которые не крепят к стенам.
Помимо вышеуказанных свойств, у витой пары имеются и дополнительные характеристики, о которых желательно узнать подробнее перед покупкой и монтажом.
Число пар в витой паре
Эта характеристика показывает количество пар, которая применяется в одном изделии. Уже было сказано выше, что можно найти провода с двумя или четырьмя парами. Чем больше их количество, тем больше степень связи между проводниками в связке. Это означает, что электропомехи влияют на оба провода, что позволяет уменьшить помехи от различных источников и сохранить одинаковый уровень передачи данных.
Число жил
Существует несколько видов проводов, которые различаются по количеству жил в витой паре:
- Вариант № 1 — одножильный. Представляет из себя провод, сечение которого создаётся благодаря только одному проводнику.
- Вариант № 2. Если провод многожильный, то он имеет несколько сечений, которые переплетаются между собой.
Толщина кабеля
Диаметр рассматриваемого кабеля в сборе составляет от 5,2 до 6 мм. Внутренние проводники, скрытые под защитной оболочкой, имеют толщину примерно в 0,6 мм.
Толщина изоляционного слоя составляет 0,2 мм. Оболочка четырепарных кабелей составляет примерно 0,9 мм.
Материал для проводников
Какие жилы используются в витой паре для интернета — важный вопрос, влияющий на свойства провода. Для изготовления проводников обычно используют медь в чистом виде. Однако в последнее время начинают проводить исследования для удешевления конструкции гибких жил. Одним из очевидных решений в данном направлении является замена конкретного используемого материала на комбинацию различных видов.
Медный провод
К примеру, некоторые производители выпускают кабели с проводником из алюминия, который намного дешевле и легче меди, но имеет хорошую электропроводимость. Однако, несмотря на вышеописанное преимущество, у этого материала имеются и недостатки:
- механическая прочность при изгибе значительно меньше, чем в имеющемся варианте — кабель просто переломится, если его часто гнуть, а потому такой вариант подойдет только в том случае, если его надежно зафиксировать и не трогать;
- сложность в изготовлении проводов;
- провод может подвергнуться образованию коррозии, если использовать его в некоторых агрессивных средах.
Чтобы решить эти проблемы, к примеру, французская компания «Филатекс» изготавливает кабели из легированного алюминия, куда добавляют части других сплавов для улучшения защитных и механических свойств.
Материал для оболочки
Материал оболочки представляет собой особо прочный пластик, а также дополнительную оплётку из меди. Для изготовления оболочки часто используют полиэтилен, который может защитить провод от прямых попаданий солнечного света. Если на кабеле имеются дополнительные слои защиты, то на упаковке будет написано об этом. Недостаток полиэтилена — он очень хорошо горит. Используется в температурных зонах от -60 и до +80 °С.
Существует и другой тип оболочки — из хлорированного полиэтилена. Этот материал не подвержен воспламенению, а также имеет стойкость к химическому воздействию. Можно использовать в зонах температурного режима от -35 и до +90 °С.
Существуют и другие материалы для оболочки (различные компаунды), но их использование небезопасно, поскольку вступают в реакцию с разными веществами и могут быть ядовитыми.
Традиционный материал для оболочки — ПВХ. Его можно использовать в температурном режиме от -20 и до +60 °С.
Кабели отличаются и по форме оболочки — в зависимости от того места, где нужно проложить его. Например, для обычного использования применяют круглую форму, но для установки под ковровым покрытием или стойкой телевизора, можно найти кабель, имеющий плоскую форму (для удобства).
Серый вариант — для дома
Как правило, этих сведений достаточно, чтобы понять, какой кабель для интернета выбрать в квартиру.
Характеристики, разновидности, отличие
Если грубо, то есть два вида:
- Внутренние ВП внешняя оплётка сделана из поливинилхлорида, который является дешёвым изоляционным материалом. Есть правда и более дорогие материалы олипропилен, полиэтилен. Толщина обмотки не превышает 0,3 мм.
- Уличные ВП такие провода имеют более толстую оплётку, чтобы защитить жилы от влаги, пыли, высокой и низкой температуры. Дополнительно может стоять экран сеточного и фальгированной основы. Встроенная пластиковый или металличесий отрос не даёт ломаться проводам при протяжке. Толщина оплетки в 2-3 раза толще чем у внутреннего кабеля.
Внутри почти у всех моделей есть капроновая нить, которая защищает провод при прокладке от натяжения и разрыва парах. Но на внутренних кабелях нитка есть не везде. На уличных и более дорогих офисных LAN проводах имеется экранированный слой. Он защищает как от воздействия электромагнитных волн со стороны, так и не даёт никаких волн в окружающую среду. Это нужно при прокладке большого количество кабелей.
По внешним признакам различают:
- Серый простой для офисного и домашнего использования;
- Черный более толстый для улицы;
- Оранжевый имеет маркировку LSZH и сделан из негорючего материала имеет маркировки. Прокладка идёт в пожароопасной зоне. В скобках идёт категория пожарной безопасности в помещения, где прокладывается кабель: нг(A)-HF повышенная взрывопожароопасность;
- нг(B)-HF умеренная взрывопожароопасность;
- нг(C)-HF пожароопасная;
- нг(D)-HF пониженная пожароопасность.
По форме:
- Круглый или овальный самый популярный;
- Плоский для прокладки в стенах, под плоской основой.
Количество жил:
- Одна жила по-другому называют монолитной. Внутри есть медная проволочная линия с толщиной от 0,2 до 0,6 мм. Такой шнур очень ломки и прокладывается обычно в местах с малым изгибом.
- Много жил многожильные провода имеют скрученные тонкие проволоки внутри. Поэтому такие кабели более устойчивы к магнитному воздействию. Также по дальности затухания сигнала они имеют диапазон от 85 до 95 метров. Угол сгибания выше.
Многожильные провода чаще и используют для соединения цифрового и коммутационного оборудования: серверов, ПК, принтеров, коммутаторов, роутеров, камер видео наблюдения и т.д.
Экранирования это уменьшение воздействия на проводящий кабель электромагнитного воздействия, что уменьшает потери информационных пакетов и увеличивает дальность передачи без повторителя.
Давайте разберёмся с этим поподробнее. Вот представим себе, что у нас протянута витая пара от компьютера к маршрутизатору, который выстраивает управляемую локальную сеть. Устройства сети постоянно взаимодействуют и передают информацию: сообщения, картинки, видео, документы и т.д. Каждый провод при отправке пакета вызывает небольшое электромагнитное излучение.
А теперь сюда добавим:
- Сотовые телефоны у сотрудников или жильцов одной квартиры;
- Wi-Fi излучение от точки доступа;
- Телевизионная антенна;
- Радиочастотное воздействие;
- Микроволновая печь.
Да при малом помещении, такие воздействия не будут иметь серьёзных последствий. Но если проводов будет много, а передавать информацию надо будет на большое расстояние, то пакеты будут теряться в результате будет падать скорость, так как пакет надо будет отправлять повторно. Поэтому витую пару ещё разделяют по виду внутреннего экранирования.
Первое знакомство с новой технологией
Полтора десятка лет назад на подстанцию 330 кВ, где я работал, пришло новое оборудование, осуществляющее регистрацию и обработку информации электрических сигналов от сети очень большего количества датчиков, расположенных в разных местах — регистратор «Парма».
Это обыкновенный компьютер со своим программным обеспечением, выполняющий чисто электротехнические задачи.
Его монтаж, подключение и наладка были поручены нам за исключением сборки и настройки оптоволоконных магистралей. Опыта работы с ними мы не имели.
До этого момента связь с этими датчиками происходила по обычным электрическим цепям, которые называют вторичными. Однако целая группа этих устройств находилась на большом удалении. Проект предусматривал обмен информацией с ними по оптоволоконному кабелю. Его внутрь кабельного канала мы укладывали сами, а подключением и проверкой занимался приехавший из Санкт Петербурга представитель производителя.
Именно тогда стало понятно, что без специализированного оборудования и должных навыков работать с оптоволокном нельзя. Своими руками с ним ничего сделать невозможно.
Конструкция оптоволоконного кабеля
Передача информации происходит по оптическим магистралям, состоящим из отдельных носителей, объединённых в общую конструкцию — кабель оптоволокна.
Принцип работы оптического носителя
Обмен информацией происходит за счет прохождения света лазера от встроенного светодиода. Его передача осуществляется импульсами двоичного кода в одном направлении. Поэтому для обмена сведениями создано сразу два индивидуальных канала.
О конструкции кабеля
Стекло относится к хрупким материалам. Его можно легко разбить, а оптоволокно работает за счет использования стеклянных волокон. Понятно, что они требуют надежной защиты как от механических повреждений, так и от потерь световой энергии.
С этой целью оптические носители разными способами объединяют в жесткие модули и создают из них оптоволоконный кабель. Он может быть разной конструкции. Одна из них показана на схеме.
У нас на подстанции были использованы два вида кабеля: один диаметром 6 мм, а второй толщиной указательного пальца руки.
Довольно подробно вопрос этой технологии изложен в видеоролике GalileoRU «Оптоволокно».
Маркировка экранирования
- U (unshielded) – без экранирования и защиты.
- S (braided screening) – экранирование идёт только во внешней структуре. То есть под главной оплёткой.
- F (foil) – материал экранирования оболочки из фольги.
- TP (twisted pair) – наша любимая витая пара.
- TQ – есть дополнительное экранирование из фольги каждой пары медных проводов.
Класс | Описание |
UTP (U/UTP) | Unshielded twisted pair – электромагнитной защиты нет. |
FTP (F/UTP) | Foiled twisted pair – экран располагается под основной оплёткой. |
STP (S/UTP) | Shielded twisted pair – под первой оплёткой можно наблюдать один слой сетки с перекрёстным сечением, далее для каждой из пар жил также присутствует аналогичная обмотка. |
S/FTP (SF/UTP) | Screened Foiled twisted pair – две фольгированные защитные оплетки, для основы и пар, а также внешняя сетка. |
U/FTP | Экранирование идёт каждого проводка |
SF/FTP | Сетка снаружи, и фольгированная защита каждой пары. |
U/STP | Unshielded Screened twisted pair – внешней защиты нет, но пары имеют оплётку |
SF/UTP или SFTP | Screened Foiled Unshielded twisted pair – первый слой экранирования из сетки, и второй из фольги. |
Доступные методы контроля качества кабелей UTP
Приведены методы контроля, которые, не являясь строго соответствующими стандартам, позволяют сделать предварительные выводы о качестве кабеля, если измеренные значения существенно отличаются от регламентированных. Окончательное заключение о соответствии кабеля стандарту (особенно в части параметров передачи) может быть сделано только после проведения испытаний кабеля в специализированной лаборатории по строгим методикам и в объемах, указанных в стандарте.
Визуальный осмотр Могут быть проверены: число и расцветка жил, наличие экрана, целостность изоляции и оболочки и легкость (без повреждений) их разделения, маркировка.
Измерение конструкционных размеров
Может быть проверен с помощью подходящих измерительных инструментов диаметр токопроводящих жил. Существенное отклонение от номинального значения (более 5%) может служить основанием для сомнений в качестве кабеля.