Jak se liší koaxiální kabel od kroucené dvoulinky?

Twisted pair kabel se používá k budování počítačových sítí . Kroucený pár může být stíněný nebo nestíněný.

Skládá se z jednoho nebo více párů drátů, propletených do párů, což se provádí za účelem zlepšení příjmu a přenosu signálu. Vodiče v páru jsou vyrobeny z plného měděného drátu o tloušťce 0,4–0,6 mm. Kroucení vodičů snižuje vliv vnějšího a vzájemného rušení na užitečné signály přenášené po kabelu (elektromagnetické rušení působí na oba vodiče z páru stejně).

Uvnitř kabelu je také tzv. „lámací závit“ (obvykle nylonový), který se používá k usnadnění přeříznutí vnějšího pláště – po vytažení udělá podélný řez na plášti, čímž se otevře přístup k jádru kabelu , garantováno bez poškození izolace vodičů. Také trhací nit díky své vysoké pevnosti v tahu plní ochrannou funkci.

Každý vodič je uzavřen v PVC nebo propylenové izolaci. Vnější plášť je také vyroben z PVC. Kabel lze dodatečně vybavit voděodolným polypropylenovým pláštěm.

V závislosti na typu kabelu jsou možné různé možnosti ochrany:

• UTP nebo nechráněné, bez společného stínění pro páry vodičů;
• FTP nebo fólie s hliníkovou fólií;
• STP, neboli bezpečný, se společným štítem z měděné sítě, navíc je každý kroucený pár obklopen samostatným štítem;
• S/FTP, neboli fólie, stíněná společným fóliovým stíněním, navíc každý pár je navíc součástí stínění.

Kroucené dvoulinky jsou navíc rozděleny do kategorií na základě počtu párů spojených do jednoho kabelu. Nejběžnějším typem používaným pro počítačové sítě je kategorie CAT 5. Skládá se ze 4 párů vodičů různých barev. Rychlost přenosu dat – až 1 Gb/s při použití všech párů.

Je nutné odlišit elektrickou izolaci vodivých žil, která je přítomna v jakémkoli kabelu, od elektromagnetické izolace. První se skládá z nevodivé dielektrické vrstvy – papíru nebo polymeru, jako je polyvinylchlorid nebo polystyren. V druhém případě budou vodivé dráty kromě elektrické izolace umístěny také uvnitř elektromagnetického stínění, které se nejčastěji používá jako vodivé měděné opředení.

Kroucení vodičů se provádí za účelem zvýšení míry spojení mezi vodiči jednoho páru (elektromagnetické rušení rovnoměrně postihuje oba vodiče páru) a následného omezení elektromagnetického rušení z vnějších zdrojů, jakož i vzájemného rušení při přenosu diferenciálních signálů .

Stíněný kroucený dvoulinkový kabel dobře chrání přenášené signály před vnějším rušením a také vysílá méně elektromagnetických vln směrem ven, což zase chrání uživatele sítě před škodlivým zářením. Přítomnost uzemněného stínění zvyšuje náklady na kabel a komplikuje jeho instalaci.

K budování sítí se používají následující typy kabelů:

UTP (nestíněný kroucený pár) – nechráněný kroucený pár – kroucený pár, který nemá stínění;

FTP (Foiled Twisted Pair) – fóliový kroucený pár – má společný fóliový štít, ale každý pár nemá individuální ochranu;

STP (stíněný kroucený pár) – chráněný kroucený pár – každý pár má svůj vlastní štít;

Výhody: snadná instalace, nízká cena (ceny za kroucený pár). Nevýhoda: vysoká citlivost na elektromagnetické rušení. K ochraně před elektromagnetickým rušením se používá stínění. Podle počtu závitů na 1 m vodiče, typu izolace a typu stínění se kroucené páry dělí do kategorií a frekvence použití: kategorie 3 – 16 MHz, kategorie 4 – 20 MHz, kategorie 5 – 100 MHz . Typická délka segmentu je stovky metrů.

Obsah

1. Kategorie kabelů kroucená dvojlinka
2. OPTICKÉ VLÁKNO
3. Koaxiál

Kategorie kabelů kroucená dvojlinka

Existuje několik kategorií kroucených párů kabelů, které určují efektivní přenášený frekvenční rozsah. Kabel vyšší kategorie obvykle obsahuje více párů vodičů a každý pár má více závitů na jednotku délky.

• Kabel kategorie 1 – Jedná se o běžný telefonní kabel (páry vodičů nejsou zkroucené), přes který lze přenášet pouze řeč, nikoli však data. Tento typ kabelu má širokou škálu parametrů (impedance, šířka pásma, přeslechy).
• Kabel kategorie 2 je kroucený dvoulinkový kabel pro přenos dat ve frekvenčním pásmu do 1 MHz. Kabel není testován na přeslechy. V současné době se používá velmi zřídka. Norma E1A/T1A 568 nerozlišuje mezi kabely kategorie 1 a 2.
• Kabel kategorie 3 je kabel pro přenos dat v pásmu často až 16 MHz, tvořený kroucenými páry s devíti závity vodičů na metr délky. Kabel je testován na všechny parametry a má charakteristickou impedanci 100 Ohmů. Jedná se o nejjednodušší typ kabelu doporučený standardem pro místní sítě.
• Kabel kategorie 4 je kabel, který přenáší data ve frekvenčním pásmu do 20 MHz. Používá se zřídka, protože se příliš výrazně neliší od kategorie 3. Norma doporučuje místo kabelu kategorie 3 přejít přímo na kabel kategorie 5. Kabel kategorie 4 je testován na všechny parametry a má charakteristickou impedanci 100 ohmů.
• Kabel kategorie 5 – v současnosti nejpokročilejší kabel určený pro přenos dat ve frekvenčním pásmu do 100 MHz. Skládá se z kroucených párů s minimálně 27 otáčkami na metr délky (8 otáček na stopu). Kabel je testován na všechny parametry a má charakteristickou impedanci 100 Ohmů. Doporučuje se používat v moderních vysokorychlostních sítích. Kabel kategorie 5 je přibližně o 30–50 % dražší než kabel kategorie 3.
• Kabel kategorie 6 – perspektivní typ kabelu pro přenos dat ve frekvenčním pásmu do 200 MHz.
• Kabel kategorie 7 – perspektivní typ kabelu pro přenos dat ve frekvenčním pásmu do 600 MHz.

OPTICKÉ VLÁKNO

Optický kabel se zásadně liší od ostatních typů elektrických nebo měděných kabelů. Informace prostřednictvím optického kabelu nejsou přenášeny elektrickým signálem, ale světlem. Jeho hlavním prvkem je průhledné sklolaminát, kterým se světlo šíří na obrovské vzdálenosti (až desítky kilometrů) s nepatrným útlumem.

Optický kabel se skládá z tenkých (5-60 mikronů) pružných skleněných vláken (vláknové světlovody), kterými procházejí světelné signály. Jedná se o nejkvalitnější typ kabelu – poskytuje přenos dat velmi vysokou rychlostí (až 10 Gbit/s a vyšší) a navíc lépe než jiné typy přenosových médií, chrání data před vnějším rušením (vzhledem k povaze šíření světla, takové signály lze snadno odstínit).

Každý světlovod se skládá z centrálního světlovodu (jádra) – skleněného vlákna, a skleněného pláště, který má nižší index lomu než jádro. Paprsky světla, které se šíří po jádru, nepřekračují jeho hranice a odrážejí se od krycí vrstvy pláště.

Struktura optického kabelu je velmi jednoduchá a podobná struktuře koaxiálního elektrického kabelu, pouze místo centrálního měděného drátu je použito tenké skleněné vlákno (o průměru cca 1-10 mikronů) a místo vnitřního izolace, používá se skleněný nebo plastový plášť, který nedovolí, aby světlo uniklo za sklolaminát. V tomto případě máme co do činění s režimem tzv. totálního vnitřního odrazu světla od rozhraní dvou látek s různými indexy lomu (skleněný plášť má mnohem nižší index lomu než centrální vlákno). Kovové opletení kabelu obvykle chybí, protože není vyžadováno stínění před vnějším elektromagnetickým rušením, ale někdy se stále používá pro mechanickou ochranu před okolím (takový kabel se někdy nazývá pancéřovaný kabel; může kombinovat několik optických kabelů pod jednou pochvou).

V zásadě žádné vnější elektromagnetické rušení nemůže zkreslit světelný signál a tento signál sám o sobě v zásadě negeneruje vnější elektromagnetické záření. V tomto případě je však nutné použít speciální optické přijímače a vysílače, které převádějí světelné signály na signály elektrické a naopak, což někdy výrazně zvyšuje náklady na síť jako celek.

Typický útlum signálu v kabelech z optických vláken na frekvencích používaných v místních sítích je asi 5 dB/km, což je přibližně stejně jako u elektrických kabelů na nízkých frekvencích.

Kabel z optických vláken má však také některé nevýhody. Nejdůležitější z nich je vysoká náročnost instalace (při instalaci konektorů je vyžadována mikronová přesnost, útlum v konektoru velmi závisí na přesnosti sekání sklolaminátu a stupni jeho vyleštění). U společnosti Svyaz-Integration si můžete objednat profesionální instalaci optického kabelu. K instalaci konektorů se používá svařování nebo lepení pomocí speciálního gelu, který má stejný index lomu světla jako sklolaminát. V každém případě to vyžaduje vysoce kvalifikovaný personál a speciální nástroje. Nejčastěji se proto optický kabel prodává ve formě předem nařezaných kusů různých délek, na jejichž obou koncích je již nainstalován požadovaný typ konektorů. V tomto případě neexistují žádné problémy s koordinací nebo uzemněním. Kabel poskytuje ideální galvanické oddělení síťových počítačů.

Koaxiál

Vzhledem k tomu, že koaxiální kabel je poměrně náchylný na elektromagnetické rušení, v místních počítačových sítích se již nepoužívá.

Koaxiální kabel se začal používat hlavně pro přenos signálů ze satelitních parabol a jiných antén. Koaxiální kabel dostal druhý život jako páteřní vodič vysokorychlostních sítí, které kombinují přenos digitálních a analogových signálů, například sítí kabelové televize.

Pro instalaci sítí strukturované kabeláže koaxiál Málo používaný kvůli složitosti instalace a opravy.

Kabel se skládá ze středového drátu a kovového opletu, vzájemně oddělených vrstvou dielektrika (vnitřní izolace) a umístěných ve společném vnějším plášti.

Jak již bylo zmíněno, instalace a oprava koaxiálního kabelu je mnohem složitější než kroucená dvoulinka a náklady na pokládku kabelu jsou vyšší (je přibližně 1,5-3x dražší ve srovnání s kroucenou dvojlinkou). Obtížnější je také instalace konektorů na koncích kabelu. Takový kabel je však bezpečnější, protože je obtížné jej mechanicky připojit pro neoprávněné odposlechy sítě a také produkuje znatelně méně elektromagnetického záření směrem ven.

Obrazovka plní 2 funkce: 1) ochrana proti elektromagnetickému rušení. 2)přenos informačních signálů.

Výhody koaxiálního kabelu:

vysoká přenosová frekvence (asi 50 MHz) na dlouhých tratích v řádu kilometrů.

Nevýhody koaxiálního kabelu:

vysoká hmotnost kabelu, obtížná instalace, náchylná k elektromagnetickému rušení. Obvykle se používá pro přenos vysokofrekvenčních signálů. Díky shodě os obou vodičů v ideálním koaxiálním kabelu jsou obě složky elektromagnetického pole zcela soustředěny v prostoru mezi vodiči (v dielektrické izolaci) a nepřesahují kabel, což eliminuje ztrátu elektromagnetického pole. energie zářením a chrání kabel před vnějším elektromagnetickým rušením. U skutečných kabelů je omezený výkon záření a citlivost na rušení způsobena odchylkami geometrie od ideálu. Koaxiální kabel má dostatečnou lineární kapacitu, aby narušil tvar signálu

Existují dva typy koaxiálních kabelů: tenké a tlusté

Slim QC je kabel o průměru 0,5 cm.Snadné použití a vhodný pro téměř jakýkoli typ sítě. Připojuje se přímo ke kartám síťového adaptéru počítače. Tenký CC je schopen přenášet signál na vzdálenost až 185 m bez zkreslení.

Hustý KK – jedná se o kabel o průměru 1 cm, čím silnější je kabel, tím větší vzdálenost může signál urazit. Tlustý CC přenáší signál až na 500 m. Pro připojení k tlustému CC se používá speciální zařízení – transceiver.

Když je stínění v několika bodech uzemněno, začnou jím protékat vyrovnávací proudy (ostatně různé „země“ mají obvykle nestejné potenciály). Takové proudy mohou způsobit vnější rušení (někdy dostačující k selhání zařízení rozhraní); tato okolnost je důvodem pro požadavek uzemnit kabel místní sítě pouze v jednom bodě.

Nejpoužívanější jsou kabely s charakteristickou impedancí 50 ohmů. Je to dáno tím, že tyto kabely se díky relativně silnému středovému jádru vyznačují minimálním útlumem signálu (charakteristická impedance je úměrná logaritmu poměru průměrů vnějšího a vnitřního vodiče).

RG -6 – koaxiální kabel pro přenos vysokofrekvenčních signálů

Kabely značky RG mají mnoho druhů a liší se od sebe v určitých vlastnostech, jako je odpor vodiče, odolnost vůči teplotnímu a rázovému zatížení, doba doznívání signálu, typ stínění atd.

Koaxiál RK-50 velmi často používané v ultrazvukové průtokoměru. Primární převodníky (vysílače a přijímače ultrazvukových vln) jsou připojeny k elektronické jednotce ultrazvukového průtokoměru pomocí kusů koaxiálního kabelu pevné délky.

Koaxiální kabel je součástí obvodu, jehož parametry určují parametry generovaného ultrazvukového impulsu. Nepovolené změny délky úseků koaxiálních kabelů, které jsou součástí dodávky ultrazvukových průtokoměrů (US-800, UFM-001 atd.), jsou proto buď zakázány výrobcem, nebo vyžadují zadání „nové“ délky kabelu do nastavení průtokoměru. V opačném případě může být chyba měření vyšší, než uvádí výrobce, a v některých případech to může vést až k provozním poruchám. Stejného efektu lze dosáhnout použitím koaxiálního kabelu s jinou charakteristickou impedancí. Například RK-75 s charakteristickou impedancí 75 Ohmů oproti 50 Ohmům pro RK-50.

Optický kabel, kroucená dvoulinka a koaxiální kabel jsou tři hlavní typy síťových kabelů používaných v komunikačních systémech. Jak se liší jejich výkon a kapacita?

Co je to optický kabel?

Optický kabel, také známý jako optický kabel, je síťový kabel Ethernet, který se skládá z jednoho nebo více optických vláken používaných k přenosu dat. Optický kabel přenáší data ve formě světelných pulsů pohybujících se po tenkých skleněných pramenech. Optický kabel může být single mode (SMF) nebo multimode (MMF). Jednovidový optický kabel má tenké jádro, které umožňuje šířit vždy pouze jeden režim světla. Zatímco multimode kabel má větší průměr jádra a může tak přenášet více světelných režimů (paprsků) současně. Klasický jednovidový kabel je kabel OS2, vícevidové kabely se dodávají v několika typech: OM1, OM2, OM3, OM4 a OM5. Přenosová vzdálenost jednovidového vlákna může dosáhnout několika kilometrů, zatímco vícevidové vlákno přenáší až 550 metrů při datové rychlosti 10 Gbps. Další informace o typech optických kabelů, jejich fungování a tipech pro instalaci najdete v článku Výhody a nevýhody kabelu z optických vláken.

Co je kroucený dvoulinkový kabel?

Twisted pair kabel se často používá v telefonních sítích a ve většině moderních sítí Ethernet. Je to typ drátu, ve kterém jsou dva vodiče stejného obvodu stočeny dohromady. Dvojice vodičů tvoří obvod, který může přenášet data. Páry jsou stočeny dohromady, aby se zabránilo přeslechům a také kvůli ochraně před hlukem produkovaným sousedními páry.

Existují dva typy kroucených ethernetových kabelů: nestíněný kroucený pár (UTP) a stíněný kroucený pár (STP). V celém rozsahu se používají nestíněné měděné kabely kategorií Cat5, Cat5e, Cat6, Cat6a a Cat7. Stíněný kabel má kolem každého páru vodičů fóliový plášť. Všechny čtyři páry vodičů jsou umístěny ve společném kovovém opletení nebo fólii, obvykle 150 Ohmovém kabelu. Stíněný kabel má lepší charakteristiky odolnosti proti šumu než nestíněný kabel.

Co je to koaxiální kabel?

Koaxiální kabel je určen pro přenos vysokofrekvenčních signálů. Skládá se z kulatého měděného vodiče a tří izolačních a ochranných vrstev, které chrání před mechanickým, světelným a jiným elektromagnetickým rušením. Díky ochranným vrstvám může koaxiální kabel fungovat na velké vzdálenosti mezi dvěma zařízeními.

Vnější plášť Vodivé stínění Izolační vrstva Středový vodič Existuje několik různých typů koaxiálních kabelů, ale pouze dva – RG59 a RG6 – jsou nejpoužívanější. Zkratka RG pochází z druhé světové války a znamená „rádiový průvodce“, ale dnes ztratila svůj původní význam.

Optický kabel, kroucená dvoulinka nebo koaxiální kabel: jaký je rozdíl?

A. Rychlost, kapacita a vzdálenost

Koaxiální kabel a kroucený dvoulinkový kabel jsou měděné dráty nebo dráty na bázi mědi potažené izolační vrstvou z jiných materiálů. Mohou být použity jak v televizi, tak v telefonii pro přenos dat ve formě elektrických signálů. Zatímco optický kabel může přenášet stejné typy dat s širší šířkou pásma, vyšší rychlostí a vyšší frekvencí. Je vyroben z velmi tenké a ohebné skleněné nebo plastové trubice.

B.Cena kabelu

Z této tabulky vidíme, že cena optického kabelu je nejnižší za stejnou délku. Proces instalace optického kabelu však může být poměrně nákladný kvůli použití optických komponent, zejména optických transceiverů. Kroucená dvoulinka s konektory RJ45 je navíc levnější než koaxiální kabel, který je často vybaven konektory BNC.

C. Instalace

Ačkoli kabely z optických vláken mají velké výhody z hlediska flexibility a spolehlivosti šířky pásma, nejsou tak široce používány jako koaxiální nebo kroucené dvoulinky. Vláknová optika je křehčí a tenčí než ostatní dva typy kabelů a vyžaduje péči při instalaci, používání a údržbě. Ve srovnání s kroucenou dvojlinkou může koaxiální kabel přenášet data na delší vzdálenosti. Ale kvůli dielektrickému izolátoru obklopujícímu měděné jádro je instalace a údržba koaxiálního kabelu obtížnější.

D.Užití

Kabely z optických vláken se používají nejen pro přenos dat na dlouhé vzdálenosti mezi městy a zeměmi, ale také pro sítě s přímým přístupem v příměstských oblastech (jako jsou FTTH, FTTP, FTTB, FTTC atd.), známé také jako instalace na poslední míli. Jsou také široce používány v datových centrech, kde je třeba přenášet velké množství dat.

Twisted pair kabely se používají především v telefonních sítích pro přenos dat. Aplikace koaxiálních kabelů zahrnují napájecí vedení spojující rádiové vysílače a přijímače s anténami, počítačové sítě (Internet), digitální audio (S/PDIF) a distribuční kabely pro přenos televizních signálů. Používají se také k připojení rozhraní médií s vysokým rozlišením.

Závěr

Mezi optickým kabelem, krouceným párovým kabelem a koaxiálním kabelem jsou zřejmé rozdíly. V dnešní době se optické vlákno stává trendem, který odpovídá rostoucím potřebám trhu v návaznosti na vývoj technologií. Váš výběr vhodného typu kabelu však velmi závisí na vaší aplikaci, přenosové vzdálenosti a požadavcích na výkon.