Передающие физические среды, используемые в структурированных кабельных системах. Принципы распространения сигналов в средах 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 1994 г . - ANSI/EIA/TIA-607 Июнь 1991 г . - ANSI/El A/TI А -570 Июль 1995 г . - ISO/I ЕС 11801 Июль 1991 г . - ANSI/EIA/TIA-568 Октябрь 1995 г . - ANSI/EIA/TIA-568-A Ноябрь 1991г. - TSB -36 Октябрь 1995г. - TSB -67 Август 1992г. - TSB-40 Июнь 1996 г . - CENELEC EN 50173 Февраль 1993г. - ANSI/EIA/TIA-606 Октябрь 1995 г . - TSB-72 Январь 1994 г . - TSB-40-A Август 1996 г . - 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 1 I 801). 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 Z 0 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%. Для обеспечения большей эффективности использования экрана вокруг ленточно-сеточного слоя оборачивается еще один слой фольги, формируя таким образом тройной эк­ран. В кабелях с экраном из четырех слоев последний слой, сетка, оборачивается вокруг сис­темы фольга-сетка-фольга. Комбинированные экраны более эффективны и обеспечивают лучшие характеристики импеданса по сравнению с односеточными конструкциями. Системы с четырьмя слоями обеспечивают лучшие долговременные характеристики, так как они менее подвержены влия­нию периодических изгибов. Следует учитывать только одно обстоятельство - увеличение ко­личества слоев экрана ведет к увеличению внешнего диаметра кабеля и его удельного веса. Передающие среды на основе витой пары проводников В идеальном случае линия передачи представляет собой, как минимум, два проводника, разделенных диэлектрическим материалом и имеющих равномерный зазор на всем своем протяжении. К двум проводникам прикладывается сбалансированное напряжение V - равное по амплитуде и противоположное по фазе. В каждом проводнике текут равные по величине и противоположные по направлению токи /. Токи производят концентрические магнитные поля В, окружающие каждый из проводников (рис. 5). Напряженность магнитного по­ля усиливается в промежутке между проводниками и уменьшается в про­странстве, где концентрические по­ля находятся за пределами обоих проводников. Токи в каждом из про­водников равны по величине и про­тивоположны по направлению, что ведет к уменьшению общей энергии, накапливаемой в результирующем магнитном поле. Любое изменение токов генерирует напряжение на ка­ждом проводнике с результирующим электрическим полем с направлени­ем вектора, ограничивающим маг­нитное поле и поддерживающим по­стоянный ток. ЭДС самоиндукции V пропорциональна скорости измене­ния тока в соответствии с законом Фарадея: V = Ldl/dt, где L - индуктивность, Гн. Диэлектрические материалы обладают собственными электрическими потерями в при­сутствии электрических полей вследствие токов утечки или диэлектрического разогрева (движения поляризованных молекул в приложенном поле). Первый эффект весьма незначите­лен. Второй может быть значительным при частотах свыше 1 МГц. Ток /, вызываемый диэлек­трическими потерями, пропорционален приложенному напряжению: I = GV , где G - проводимость, Сименс. Описанная линия передачи может быть представлена в виде электрической це держащей только пассивные компоненты. Схема строится из каскада секций, состоя цепочек сопротивлений и индуктивностей, соединенных параллельно взаимной емк взаимной проводимости. Эти рапределенные компоненты носят название первичны) метров линии передачи (рис. 6). Первичные параметры R , L , G , С могут быть рассчитаны на основании данных о физической конструкции кабеля. Зависимость от конструкции кабеля может быть довольно сильной и свой вклад могут вносить следующие факторы - геометрия кабеля, свойства материала кабеля, частота передаваемого сигнала. Вторичные параметры линии передачи рассчитываются на основе первичных или получаются с помощью непосредственных измерений. Вторичные параметры определяют по ние электрического сигнала при прохождении его по кабелю. Для рассмотрения этих пр сов кабель можно представить в виде "черного ящика". Сигнал на выходе может быть рассмотрен как функция сигнала, поданного на вход для различных схем подключения. Следующая иллюстрация отображает обобщенную модель передачи сигнала по двухпроводной (рис. 7). Характеристический импеданс Zu соответствует входному импедансу Z ^ oднopo^ линии передачи бесконечной длины /, то есть: Zin - у!/ It = Z 0 при / -> оо. Это значение соответствует входному импедансу линии передачи предельной ДЛ1 терминированной нагрузкой со значением ее собственного характеристического импеда Максимальная мощность передается от источника к нагрузке при условии равенства ил дансов источника Z s и нагрузки Zt, характеристическому импедансу линии Z0. Другими словами, в этом случае энергия передается по линии и отсутствует отражение от точки терминирования кабеля. В общем случае, характеристический импеданс - это комплексное число с резистивной и реактивной компонентами. Он является функцией частоты передаваемого сигнала и не за­висит от длины линии. При очень высоких частотах характеристический импеданс асимптоти­чески стремится к фиксированному резистивному сопротивлению. Например, коаксиальные кабели обладают импедансом 50 или 75 Ом на высоких частотах. Типичное значение импе­данса для кабелей "витая пара" - 100 Ом при частотах свыше 1 МГц. Затухание сигнала - это отношение в децибелах (дБ) мощности входного сигнала к мощности сигнала на выходе при соответствии импедансов источника Zs и нагрузки Z, харак­теристическому импедансу кабеля Z 0 , то есть Zs = Z , = Za . Значение входной мощности может быть получено путем измерения мощности при непосредственном подключении нагрузки к источнику без прохождения сигнала по кабелю. В случаях, когда в местах терминирования импедансы не идеально соответствуют друг другу, отношение входной мощности к выходной носит название вносимых потерь или вносимого затухания. Практические измерения вноси­мого затухания дают значения более высокие, чем обычное затухание, и их величина зависит от степени несоответствия импедансов. А = 20 Ig (У,/ У,} при ZS = Z ,= Z 0 i где у! - входное напряжение, У0 - выходное напряжение. Переходное затухание на ближнем конце (Near End Crosstalk, NEXT) - параметр, характеризующий затухание сигнала помехи, наведенного сигналом, проходящим по одной па­ре проводников, на другую, расположенную поблизости. Измеряется в дБ. Чем выше значе­ние NEXT, тем лучше изоляция помехам между двумя парами проводников. Коэффициент отражения. Рассмотрим случай, когда импеданс в точке терминирова­ния Z , # Z 0 . Сигнал, распространяющийся по кабелю, частично будет отражаться в точке ин­терфейса кабель-нагрузка. Степень отражения характеризуется коэффициентом отражения р. p = (Z,-Za )/(Z,+Za ). Если Z , < Z 0 , отраженная волна имеет отрицательную амплитуду; если Z ,> Z 0 , отраженная волна имеет положительную амплитуду. Обратные потери (потери при отражении). Мощность отраженного сигнала R носит название потерь при отражении или обратных потерь (Return Loss, R), выражается в дБ и рас­читывается на основе коэффициента отражения р : R = W\g(p2 ). Чем лучше совместимость импедансов, тем меньше отражаемая мощность и тем ниже обратные потери. Потери рассогласования М (Mismatch Loss, M) - ослабление мощности передаваемо­го сигнала, выражаемое в дБ и расчитываемое на основании коэффициента отражения: M=lQ\g(l-f?). Для кабеля любой длины потери рассогласования могут быть расчитаны на основе зату­хания кабеля и многократных отражений от каждого конца кабеля. Временная задержка распространения сигнала. Сигнал, распространяющийся от входной точки к выходной, приходит с временной задержкой, величина которой является от­ношением длины кабеля к скорости распространения сигнала V в передающей среде. В слу­чае идеальной линии передачи, состоящей из двух проводников в вакууме, скорость распро­странения сигнала равна скорости распространения света в вакууме с. На практике скорость распространения сигнала в кабеле зависит от свойств диэлектрических материалов, окру­жающих проводники. При очень высоких частотах К асимптотически стремится к фиксирован­ному значению: У=с/1ле, где ц - относительная магнитная проницаемость диэлектрика, £ - относительная элек­трическая проницаемость диэлектрика. Волоконно-оптические передающие среды Преимущества волокна Волоконно-оптические коммуникации имеют ряд преимуществ по сравнению с элек­тронными системами, использующими передающие среды на металлической основе. В волоконно-оптических системах передаваемые сигналы не искажаются ни одной из форм внешних электронных, магнитных или радиочастотных помех. Таким образом, оптиче­ские кабели полностью невосприимчивы к помехам, вызываемым молниями или источниками высокого напряжения. Более того, оптическое волокно не испускает излучения, что делает его идеальным для соответствия требованиям современных стандартов к компьютерным при­ложениям. Вследствие того, что оптические сигналы не требуют наличия системы заземле­ния, передатчик и приемник электрически изолированы друг от друга и свободны от проблем, связанных с возникновением паразитных токовых петель. При отсутствии сдвига потенциалов в системе заземления между двумя терминалами, исключающим искрения или электрические разряды, волоконная оптика становится все более предпочтительным выбором для реализации многих приложений, когда требованием является безопасная работа в детонирующих или воспламеняющихся средах. Цифровые вычислительные системы, телефония и видео-вещательные системы требуют новых направлений для улучшения передающих характеристик. Большая ширина спектра оп­тического кабеля означает повышение емкости канала. Кроме того, более длинные отрезки кабеля требуют меньшего количества репитеров, так как волоконно-оптические кабели обла­дают чрезвычайно низкими уровнями затухания. Это свойство идеально подходит для широ­ковещательных и телекоммуникационных систем. По сравнению с обычными коаксиальными кабелями с равной пропускной способно­стью, меньший диаметр и вес волоконно-оптических кабелей означает сравнительно более легкий монтаж, особенно в заполненных трассах. 300 метров одноволоконного кабеля весят около 2,5 кг. 300 метров аналогичного коаксиального кабеля весят 32 кг - приблизительно в 13 раз больше. Электронные методы подслушивания основаны на электромагнитном мониторинге. Во­локонно-оптические системы невосприимчивы к подобной технике. Для снятия данных к ним нужно подключиться физически, что снижает уровень сигнала и повышает уровень ошибок -оба явления легко и быстро обнаруживаются. Физические характеристики волоконно-оптических передающих сред Основные элементы оптического волокна Ядро. Ядро - светопередающая часть волокна, изготавливаемая либо из стекла, либо из пластика. Чем больше диаметр ядра, тем большее количество света может быть передано по волокну. Демпфер. Назначение демпфера обеспечение более низкого коэффициента преломления на границе с ядром для пере отражения света в ядро таким образом, чтобы световые волны распространялись по волокну. Оболочка. Оболочки обычно бывают многослойными, изготавливаются из пла­стика для обеспечения прочности волокна, поглощения ударов и обеспечения дополнитель­ной защиты волокна от воздействия окружающей среды. Такие буферные оболочки имеют толщину от 250 до 900 мкм. Размер волокна в общем случае определяется по внешним диаметрам его ядра, демпфера и оболочки. Например, 50/125/250 - характеристика волокна с диаметром ядра 50 мкм, диаметром демпфера 125 мкм и диаметром оболочки 250 мкм. Оболочка всегда удаляется при соединении или терминировании волокон. Тип волокна идентифицируется по типу путей, или так называемых "мод", проходимых светом в ядре волокна. Существует два основных типа волокна - многомодовое и одномодовое (рис. 10). Ядра многомодовых волокон могут обладать ступенчатым или градиентным показателя ми преломления. Многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления получило свое название от резкой, ступенчатой, разницы между показателями преломления ядра и демпфера. В более распространенном многомодовом волокне с градиентным показателем прелом ления лучи света также распространяются в волокне по многочисленным путям. В отличие от волокна со ступенчатым показателем преломления, ядро с градиентным показателем содер жит многочисленные слои стекла, каждый из которых обладает более низким показателем преломления по сравнению с предыдущим слоем по мере удаления от оси волокна. Результатом формирования такого градиента показателя преломления является то, что лучи света ус­коряются во внешних слоях и их время распространения в волокне сравнивается с временем распространения лучей, проходящих по более коротким путям ближе к оси волокна. Таким образом, волокно с градиентным показателем преломления выравнивает время распространения различных мод так, что данные по волокну могут быть переданы на более дальние расстояния и на более высоких скоростях до того момента, когда импульсы света начнут перекрываться и становиться неразличимыми на стороне приемника. Волокна с градиентным показателем представлены на рынке с диаметрами ядра 50, 62,5 и 100 мкм. Одномодовое волокно, в отличие от многомодового, позволяет распространяться только одному лучу или моде света в ядре. Это устраняет любое искажение, вызываемое перекрыти­ем импульсов. Диаметр ядра одномодового волокна чрезвычайно мал - приблизительно 5 -10 мкм. Одномодовое волокно обладает более высокой пропускной способностью, чем любой из многомодовых типов. Например, подводные морские телекоммуникационные кабели могут нести 60000 речевых каналов по одной паре одномодовых волокон. Затухание Собственные потери оптического волокна. Свет является электромагнитной волной. Короткие длины волн находятся в ультрафиолетовой области спектра. СВЧ-техника, радар, телевидение и радио работают в длинноволновых областях спектра. Между ультрафиолето­вой и СВЧ-областями спектра находятся длины волн, на которых работают оптические волок­на, и которые располагаются в инфракрасной области спектра (рис. 11). Скорость света уменьшается при распространении по прозрачным материалам по срав­нению со скоростью распространения света в вакууме. Волны инфракрасного диапазона так­же распространяются различно по оптическому волокну. Поэтому затухание, или потери опти­ческой мощности, должны измеряться на специфических длинах волн для каждого типа во­локна. Длины волн измеряются в нанометрах (нм). Потери оптиче­ской мощности на раз­личных длинах волн происходят в оптиче­ском волокне вследст­вие поглощения, от­ражения и рассеяния. Эти потери зависят от пройденного расстоя­ния и конкретного ви­да волокна, его раз­мера, рабочей частоты и показателя прелом­ления. Величина потерь оптической мощности вследствие поглоще­ния и рассеяния света на определенной дли­не волны выражается в децибелах оптиче ской мощности на километр (дБ/км). Волокна оптимизированы для работы на определенных длинах волн. Например, можно достичь потерь в 1 дБ/км для многомодового волокна 50/125 мкм на длине волны 1300 нм, и менее 3 дБ/км (50%-е потери мощности) для того же волокна на 850 нм (рис. 12). Эти два волновых региона, - 850 и 1300 нм, являются областями наиболее часто опре­деляемыми для рабочих характеристик оптических волокон и используются современными коммерческими приемниками и передатчиками. Кроме того, одномодовые волокна оптимизи­рованы для работы в регионе 1550 нм. В коаксильном ка­беле чем больше часто та, тем больше уменьша­ется амплитуда сигнала с увеличением расстояния, и это явление называется затуханием. Частота для оптического волокна по­стоянна до тех пор, пока она не достигнет предела диапазона рабочих час­тот. Таким образом, оп­тические потери пропор­циональны только расстоянию. Такое затухание в волокне вызвано по­глощением и рассеива­нием световых волн на неоднородностях, вызванных химическими загрязнениями, и на молекулярной структуре материала волокна. Эти микрообъекты в волок­не поглощают или рассеивают оптическое излучение, оно не попадает в ядро и теряется. За­тухание в волокне специфицируется производителем для определенных длин волн: например, 3 дБ/км для длины волны 850 нм. Это делается потому, что потери волокна изменяются с из­менением длины волны. Потери на микроизгибах. Без специальной защиты оптическое волокно подвержено потерям оптической мощности вследствие микроизгибов. Микроизгибы - это микроскопиче­ские искажения волокна, вызываемые внешними силами, которые приводят к потере оптиче­ской мощности из ядра. Для предотвращения возникновения микроизгибов применяются раз личные типы защиты волокна. Волокна со ступенчатым показателем относительно более устойчивы к потерям на микроизгибах, чем волокна с градиентным показателем. Полоса пропускания (ширина спектра) - это мера способности волокна передавать определенные объемы информации в единицу времени. Чем шире полоса, тем выше инфор­мационная емкость волокна. Полоса выражается в МГц-км. Например, по волокну с полосой 200 МГц-км можно передавать данные с частотой 200 МГц на расстояния до 1 км или с часто­той 100 МГц на расстояния до 2 км. Благодаря сравнительно большой полосе пропускания, волокна могут передавать значительные объемы информации. Одно волокно с градиентным показателем преломления может с легкостью передавать 500 миллионов бит информации в секунду. Тем не менее, для всех типов волокон существуют ограничения ширины полосы, за­висящие от свойств волокна и типа используемого источника оптической мощности. Для точного воспроизведения передаваемых по волокну данных световые импульсы должны распространяться раздельно друг от друга, имея четко различимую форму и межим­пульсные промежутки. Однако лучи, несущие каждый из импульсов, проходят разными путями внутри многомодового волокна. Для волокон со ступенчатым показателем преломления лучи, проходя зигзагообразно по волокну под разными углами, достигают приемника в разное вре­мя (рис.13). Это различие во времени прибытия импульсов в точку приема приводит к тому, что им­пульсы на выходе линии искажаются и накладываются друг на друга. Это так называемое мо­дальное рассеивание, или модальная дисперсия, или уширение светового импульса ограни­чивает возможную для передачи частоту, так как детектор не может определить, где заканчи­вается один импульс и начинается следующий. Разница во временах прохождения самой бы­строй и самой медленной мод света, входящих в волокно в одно и то же время и проходящих 1 км, может быть всего лишь 1 -3 не, однако такая модальная дисперсия влечет за собой ог­раничения по скорости в системах, работающих на больших расстояниях. Удваивание рас­стояния удваивает эффект дисперсии. Модальная дисперсия часто выражается в наносекундах на километр, например, 30 не/км. Также она может быть выражена и в частотной форме, например 200 МГц-км. Это оз­начает, что волокно или система будут эффективно работать в пределах частот до 200 МГц, прежде чем рассеивание начнет сказываться на пропускной способности на расстояниях бо­лее одного километра. Эта же система сможет передавать сигнал с частотой 100 МГц на рас­стояние в два километра. Дисперсия делает многомодовое волокно со ступенчатым показателем преломления наименее эффективным по ширине полосы среди всех трех типов волокна. Поэтому оно ис­пользуется на более коротких участках и низких частотах передачи. Типичным значением ши­рины полосы ступенчатого волокна является 20 МГц-км. Размеры ядра одномодового волокна малы - от 8 до 10 мкм, что позволяет проходить по волокну только одному лучу света. Так как модальная дисперсия в данном случае полно­стью отсутствует, полоса пропускания у такого волокна гораздо больше, чем у многомодового, что позволяет достигать рабочих частот свыше нескольких сотен гигагерц на километр (ГГц-км). Оптические волокна обладают еще одной разновидностью дисперсии, возникающей вследствие того, что разные длины волн распространяются в среде с разной скоростью. Та­кую "спектральную дисперсию" можно наблюдать, когда белый свет распадается на семь цветов радуги, проходя через стеклянную призму. Волны, представляющие разные цвета, движутся в среде с разной скоростью, что приводит к различию в траекториях распростране­ния лучей. Если бы оптический источник волоконной системы излучал свет одной частоты, спектральная дисперсия или материальная дисперсия (или хроматическая дисперсия, как ее еще часто называют) была бы устранена. В действительности, абсолютно монохроматических источников света не существует. Лазеры обладают определенным, хотя и очень небольшим, уширением спектра излучаемого света. У источников света на основе LED (полупроводнико­вые светодиоды) спектральный диапазон в 20 раз шире чем у лазера, и спектральная дис­персия, в свою, очередь намного выше. Дисперсия в стеклянном волокне минимальна в ре­гионе около 1300 нм, позволяя одномодовым волокнам иметь значительную полосу на данной длине волны. Одномодовое волокно обычно используется с лазерными источниками благодаря своей высокой спектральной чистоте. Для обеспечения эффективного функционирования таких сис­тем требуются прецизионные коннекторы и муфты. Благодаря своим низким потерям и высо­ким пропускным характеристикам, одномодовые волокна, как правило, являются наилучшим и, как правило, единственным выбором для монтажа протяженных высокоскоростных линий, таких как междугородние телекоммуникационные системы. Между одномодовым волокном и волокном со ступенчатым показателем преломления располагаются волокна с градиентным показателем преломления. Для уменьшения эффекта модальной дисперсии лучи в таких волокнах постепенно перенаправляются назад к оси ядра. Волокна с градиентным показателем преломления имеют гораздо большую полосу, чем во­локна со ступенчатым показателем преломления. По волокну с градиентным показателем преломления с полосой 600 МГц-км можно передавать сигнал с модуляцией 20 МГц на рас­стояние до 30 км. Стоимость такого стеклянного волокна является одной из самых низких. Малые потери мощности передаваемого сигнала плюс большая полоса позволяют использо­вать его для монтажа локальных сетей. Выводы по полосе частот 1. Модальная дисперсия приводит к принципиальному ограничению полосы в многомо-довых волоконных системах, работающих на лазерах на длине волны 850 нм, а также на дли­не волны 1300 нм в лазерных и LED-системах. 2. Спектральная дисперсия приводит к принципиальному ограничению полосы в систе­мах с источниками LED в первом окне на длине волны 850 нм и частоте около 100 МГц-км, и в одномодовых лазерных системах при частоте более 50 МГц-км на длине волны 1300 нм. 3. Основной механизм потерь в волокнах связан с рассеянием света, степень которого меняется с длиной волны. Длина волны 1300 нм очень важна, так как на ней мало не только затухание, но и минимальна спектральная дисперсия. 4. Волокна имеют постоянные потери в широком диапазоне частот модуляции. Быстрый рост эффективных потерь начинается с момента, когда дисперсия импульса становится соиз- Р меримой с длительностью импульса вблизи верхней границы полосы. Сравним это явление с н групповым спектром проводных систем, где затухание растет как квадратный корень частоты модуляции. В случае, когда дисперсия мала, волоконные системы не требуют выравнивания уровня сигнала и линейные усилители не нужны, что необходимо в случае использования проводных систем. Анализ полосы при проектировании волоконно-оптической линии Одними из основных показателей производительности волоконно-оптической системы являются затухание и полоса. Задача анализа полосы состоит в том, чтобы все компоненты системы имели полосу, достаточную для передачи сигнала с заданными параметрами. Ло­кальные сети обычно требуют полосу от 20 до 600 МГц-км. Системы передачи на дальние расстояния используют большие расстояния между повторителями и требуют полосу волокна 100,000 МГц-км, являющуюся характерной для одномодового волокна. Уменьшение величины оптического сигнала в 3 дБ при рабочей полосе, определенной для волокна, означает потерю половины исходной мощности. Преобразование электрической полосы Ве в оптическую В„ в системе или между любыми компонентами, такими как волокно, приемник или передатчик, производится по следующей формуле: Ba = l ,41 Bf В некоторых случаях производитель приемника или передатчика дает значение времени нарастания рабочего импульса. Электрическая полоса В (МГц) для такого волоконно-оптического компонента соотносится с временем / (не) нарастания импульса от 10% до 90% его пиковой величины как В = 350//. Итоговая ширина электрической полосы системы вычисляется из ширины полосы инди­видуальных компонентов по формуле: 1/В2 = 1/Вк2 + 1/Вс 2 + VB т2 , где Вк , Вс и Вт - электрические полосы приемника, кабеля и передатчика соответственно. Для цифровых систем размеры полосы будут зависеть от скорости передачи данных R (бит в секунду) и формата кодирования в соответствии с формулой: B=R/K, где К = 1,4 для формата кодирования без возврата к нулю (NRZ) и К - 1,0 для формата кодирования с возвратом к нулю (RZ). Ширина полосы системы ограничена шириной полосы компонента с самой узкой поло­сой в линии. Например, когда используется волокно с широкой полосой, рабочая частота системы может быть подвержена влиянию в большей степени со стороны терминального оборудования, чем со стороны самого волокна. Основным моментом в выборе терминального оборудования является выбор приемника с полосой, равной или превышающей требуемую ширину полосы системы. В свою очередь, передатчик и оптическое волокно должны иметь полосу, в 1,5 - 2 раза превышающую ширину полосы приемника. Системы обычно более экономичны при более высоких скоростях передачи данных. И запас по ширине полосы делает возможным улучшение пропускной способности системы впоследствии. Необходимо очень точно оценивать оптическую полосу (МГц-км) для последо­вательно соединенных кабелей с суммарной длиной, превышающей 1 км. Примерное соот­ношение между полной шириной полосы кабеля Вс и шириной полосы отрезка волокна дли­ной 1 км Bf следующее: В/ - bc L , где L - длина волокна в километрах, л: = 1,0 для отрезков кабеля длиной 1 км и менее, х= 0,75 для отрезков кабеля длиной более 1 км. Строение волоконно-оптической системы Волоконно-оптическая линия Волоконно-оптическая линия, иллюстрированная с помощью простой схематической диаграммы, показанной на рис. 14, состоит из оптического передатчика и приемника, соеди­ненных оптическим кабелем как две точки линии. Оптический передатчик преобразует напряжение электронного сигнала в оптическую мощность, которая инжектируется в волокно с помощью светодиода (LED), лазерного диода (LD) или лазера. В точке фотодетектора, PIN-диод или лавинный фотодиод (APD) захватывают световолновые импульсы для преобразования их обратно в электрический ток. Работа проектировщика заключается в определении наиболее выгодных по стоимости и эффективности передачи сигнала средств для передачи этой оптической мощности, прини­мая во внимание преимущества и пределы функционирования различных компонентов. Он также должен спроектировать физическую конфигурацию системы. Первая из этих задач, касающаяся качества сигнала, должна учитывать такие факторы, как отношение сигнал-шум (SNR) в аналоговых системах, и уровень битовых ошибок (ВЕР) в цифровых системах. При черновом проектировании системы проектировщик должен опреде­лить требуемый SNR или допустимый ВЕЯ, необходимые для передачи данных. Следующий шаг - определение минимальной оптической мощности, необходимой на стороне приемника. Эти данные можно получить из информации, опубликованной изготовителем каждого компо­нента. Потери и ограничения. Проектирование линии состоит в основном из двух функций -расчета потерь оптической мощности, происходящих между световым источником и фотоде­тектором; определения ограничений, связанных с полосой, на способность передавать сиг­нал, налагаемые передатчиком, волокном и приемником. Потери оптической мощности, или затухание, во время прохождения светового импуль­са по волокну, выражаются в дБ/км (децибел на километр). Децибел - логарифмическое вы­ражение отношения мощности, выходящей из компонента Р„, к мощности, входящей в него Р,: aB = lO\g(P0 /P,) Потери в 3 дБ означают, что половина мощности потеряна. Например, если на входе было 500 мкВт, то на выходе получается 250 мкВт. Потеря 10 дБ означает, что только 1/10 мощности доходит до приемника, потери 90 %. Волоконно-оптические линии способны функ­ционировать при приеме 1/1000 мощности на другом конце (потери 30 дБ). Если источник имеет достаточную мощность и если приемник достаточно чувствителен, система может функционировать с большими потерями. То, насколько.велики могут быть по­тери, определяется по минимальным требованиям выбранного приемника. Потери мощности при передаче. Основными причинами оптического затухания в во­локонных системах являются потери: при инжектировании света в волокно, в оптическом во­локне, в точках соединения коннекторов, в муфтах. Сумма потерь в каждом индивидуальном компоненте между передатчиком и приемником (рис. 15) представляет собой бюджет мощно­сти оптической линии (табл. 2). Таблица 2. Расчет бюджета оптической мощности [24] Характерно™, м ————— *Е52Г" ""SSS? Минимальная оптическая мощность, требующаяся для п , 0 /т п« .-• U, 1 MKDT ~ *rU LrOM работы приемника Оптическая мощность на выходе источника 1 мВт 0 дБм Полный рабочий бюджет (оптическая мощность) 40 дБ Отношение сигнал/шум по напряжению, требующееся для работы приемника - 36 дБ. Эквивалентное отно- 18 дБ шение по оптической мощности* Остаточная оптическая мощность линии 22 дБ Потери оптической мощности в линии: Кабель 15дБ Коннекторы 3 дБ Инжектирование 2 дБ Всего 20 дБ Избыток бюджета 2 дБ * Отношения оптической мощности связаны с отношениями напряжения сигнала коэффициентом 2, так как dB = 10 log P -\/?2 = 10 log И2 R / \22 R. Так как V = IR, тогда dB = 20 log Vi/\/2- Проектировщик должен учесть эти потери и выбрать сочетание передатчика и приемника, которое обеспечит достаточно мощности для верного воспроизведения сигнала. Как правило, в спецификациях компонентов потери не имеют точных значений и изготовители обычно приводят диапазоны или ситуации "наихудшего" случая для отражения разницы в продукции. Кроме того, могут потребоваться некоторые допущения для учета таких явлений, как температурные отклонения. Необходимо также предусмотреть некий запас для будущих ремонтов или установки муфт в системе, а также деградацию со временем источника эмиссии. Например, от 3 до 6 дБ в общем случае отводится на ремонт и старение эмиттера. Потери при инжектировании. Количество оптической мощности, инжектируемой в волокно, зависит от физической природы используемого волокна и эмиттирующего источника. Очевидно, что чем больше диаметр ядра волокна, тем большей способностью к приему света оно обладает. Однако волокна с большими ядрами обладают ограничениями на полосу, что может перевесить преимущества эффективного инжектирования. Изменение в диаметре ядра с 50 до 100 мкм представляет увеличение количества света, инжектируемого в волокно в четыре раза. Кроме размера ядра, еще одной мерой способности волокна собирать свет является цифровая аппертура (NA). Это математическая мера способности ядра волокна собирать световые волны с разных углов и передавать их по ядру: NA =,|(я„ - и,2 ) = sin в - n 0 sin вс , где п0 - показатель преломления ядра, п\ - показатель преломления демпфера, 0 - половина угла сбора волокна, вс - угол входа луча света в волокно. Большее различие в показателях преломления ядра и демпфера означает большую NA. При равных размерах ядра волокно с большей NA соберет больше световых волн. Повышение мощности в два раза достигается переходом NA с 0,20 на 0,29. В табл. 3 скомбинированы размер ядра и NA в коэффициент оптической абсорбции, который можно рассматривать как меру эффективности волокна к сбору и передаче оптической мощности. Таблица 3. Типичные значения цифровой апертуры и коэффициента оптической абсорбции [24] Диаметр ядра волокна, мкм Цифровая апертура Коэффициент оптической абсорбции Относительный* Отношение в дБ 200 0,27 3,5 +5,4 100 0,29 1,0 +0,0 62,5 0,275 • 0,35 -4,54 50 0,2 0,12 -9,25 * Значения нормализованы по отношению к короткому отрезку волокна с ядром 100 мкм Источники излучения. Оптические эмиттеры инжектируют свет в волокно в соответствии с NA и размером ядра. Использование источника света, не соответствующего NA данного волокна и размеру ядра, приведет к тому, что инжектирование света в систему будет меньше оптимального. Источники LED относительно недороги, надежны и просты в употреблении, так как их электронная схема менее сложная, чем та, которая требуется для работы лазера. Полупроводниковые лазеры и LED являются прямыми преобразователями энергии из электрической формы в оптическую. LED инжектируют меньшую мощность в волокно, так как оптическое излучение, генерируемое ими, излучается с большим угловым расхождением. Лазеры имеют гораздо более сложную структуру из-за требуемого небольшого размера двусторонних резонаторов. Кроме того, их излучательная способность зависит от температуры, а долговечность меньше, чем у LED. LED, или лазерный, диод может быть смонтирован так, что волоконный кабель непосредственно подсоединяется к корпусу устройства. Возможен альтернативный вариант, когда волокно крепится непосредственно к чипу, а другой его конец оставляется свободным для подсоединения коннектора. Детекторы. Приемники световых волн используют фотодетекторы, в которых фотоны света генерируют фотоэлектроны. Для достижения заданного минимального значения вероятности ошибки необходимо минимальное среднее количество фотонов в каждом импульсе (например, необходим 21 фотон для обеспечения вероятности ошибки 10~9 ). Необходимо также значительное усиление. Для лавинного фотодиода (APD) начальное усиление происходит внутри диода. Для PIN-детекторов это усиление осуществляется внешними электронными усилителями. Выбор волокна. Волокна оптимизированы для работы на определенных длинах волн, Например, потери менее 1 дБ/км возможно достичь в многомодовом волокне 50/125 мкм, работающем на длине волны 1300 нм, а потери менее 3 дБ/км (потери мощности - 50%) возможно достичь с тем же волокном, работающим на длине волны 850 нм. Номенклатура 5 (обозначает внешний диаметр ядра 50 мкм и размер демпфера 125 мкм. Благоприятные области передачи в пределах оптического спектра волокна рассматриваются как "окна". Область между 800 и 900 нм расположена в первом окне, между 1100 и 1300 нм - во втором окне, а третье окно существует в области свыше 1550 нм. В этих участках спектра затухание волокон очень низкое. Самый низкий показатель затухания в инфракра области в районе 1300 нм и 1550 нм. Все типы волокон были существенно усовершенствованы так, что самые лучшие из них демонстрируют потери менее 0,5 дБ/км на длине в 1300 нм и 1550 нм. Тем не менее, источники излучения и детекторы для данных областей наиболее дорогие. Для того, чтобы волокно эффективно работало, выбраный источник должен обеспечивать оптическое излучение определенной длины волны, а детектор должен быть чувствителен к той же длине волны. В коаксиальных и других металлических кабелях сигналы с очень высокой частой имеют тенденцию к быстрому затуханию с увеличением расстояния (рис. 16). В результате этого усилители и эквалайзеры периодически должны усиливать сигналы до рабочих ypoвней Однако, каждый раз, когда добавляется аналоговый усилитель, в металлической системе добавляется шум, общее отношение сигнал-шум в системе ухудшается. При использовании оптических средств связи вся световая энергия имеет примерно одну и ту же частоту и длину волны. В результате этого затухание определенной длины волны зависит только расстояния. Поэтому в волоконных системах требования к повторителям минимизированы отпадает необходимость в эквалайзерах. Таблица 4. Рекомендации по выбору оптического волокна Приложение Скорость передачи данных, Мбод Магистраль (< 2000 м) 10Base-F 20 Многомодовое волокно 62,5/125 мкм, 160/500 МГц Token Ring 32 Многомодовое волокно 62,5/125 мкм, 160/500 МГц 100VG-AnyLAN 120 Многомодовое волокно 62,5/125 мкм, 160500 МГц 100Base-F 125 Многомодовое волокно 62,5/125 мкм, 160/500 МГц FDDI 125 Многомодовое волокно 62,5/125 мкм, 160/500 МГц Fibre Channel 133 Многомодовое волокно 62,5/125 мкм, 160/600 МГц 266 Стандартное одномодовое волокно 531 Стандартное одномодовое волокно 1062 Стандартное одномодовое волокно Sonet/ATM 52 Многомодовое волокно 62,5/125 мкм, 160/500 МГц 155 Многомодовое волокно 62,5/125 мкм, 160/500 МГц 622 Стандартное одномодовое волокно 1244 Стандартное одномодовое волокно 2488 Стандартное одномодовое волокно ATM - Asynchronous Transfer Mode, Sonet Interface - Synchronous Optical Network, FDDI - Fiber Distributed Data Потери в коннекторе зависят от физического совмещения ядра одного волокна с ядром другого волокна. Царапины и пыль также могут ухудшать качество контактных поверхностей коннекторов и значительно ухудшать работоспособность системы, но чаще всего потери в коннекторах происходят из-за неправильного совмещения осей двух коннекторов или слишком большого зазора между ними. Требования к работе системы Процесс разработки системы начинается с определения соотношения сигнал-шум, которое зависит от полосы или скорости передачи данных для данного приложения. Это включает выбор типов сигнала, - аналоговый или цифровой, так как даже простая связь точка-точка требует применения соответствующего оборудования. Задача заключается в том, чтобы определить, какой уровень оптической мощности будет необходим на оптическом детекторе приемника. Волокно может выполнять как аналоговую, так и цифровую передачу сигнала, что открывает дополнительную возможность для будущего усовершенствования системы путем простой замены электронного оборудования на концах передатчика и приемника. Для этого большинство разработчиков волоконных систем определяют большую пропускную способность полосы по сравнению с минимально необходимой. Аналоговые сигналы, такие как видео- и аудиосигналы, могут использоваться для непосредственной модуляции оптического сигнала на выходе, заставляя оптический эмиттер увеличивать или уменьшать яркость. Это называется модуляцией интенсивности и является самым простым способом кодирования световых сигналов. Улучшение в соотношении сигнал-шум и линейности может быть достигнуто путем использования техники частотной модуляции (FM). В этом случае источник информации используется для частотного модулирования поднесущей, а затем полученный сигнал используется для амплитудного модулирования LED или лазера. Из-за материального и межмодального дисперсионного факторов линии FM обычно требуют применения волокна с полосой 200 МГц-км и больше. Короткие безрепитерные линии могут модулироваться с помощью аналогового сигнала. Тем не менее, большинство современных оптических приложений используют цифровую передачу с простой модуляцией "включить-выключить". Цифровые сигналы. В волоконной оптике цифровой импульс может формироваться путем включения источника на короткий момент. Время оптического излучения - импульс. Двоичное состояние "1" может быть реализовано при наличии в линии оптической мощности, а состояние "О" - при ее отсутствии. Эти два состояния представляют двоичные сигналы. Цифровые сигналы состоят из набора битов и излучатель находится или в состоянии "включен", или в состоянии "выключен". Время, необходимое импульсу для достижения полной амплитуды, - время подъема. Чем короче время подъема и спада, тем больше импульсов может быть передано за единицу времени, и, следовательно, может быть передано больше битов информации. В цифровых системах одним из показателей производительности является битовый ко- эффициент ошибок (ВЕР). Большинство цифровых систем достигают ВЕР 1x10 9 (1 ошибка на 109 бит). В цифровых системах существует зависимость производительности от длины линии, так как чем дальше нужно проходить импульсу по волокну, тем больше вносимые искажения. Конечный уровень оптической мощности, требуемый на детекторе, - функция скорости передачи данных или полосы. Бюджет оптической мощности сигнала. Когда известны структура системы и ее компоненты, разработчик может расчитать ожидаемые потери в каждой точке системы. Каждый компонент, включая волокно, имеет определенный диапазон оптических потерь из-за регламентируемых отклонений в технологии производства. Устройство LED, например, имеет спецификации для минимальной, средней и максимальной выходной оптической мощности. Диапазон может составлять до 4-х дБ (60%). Детекторы также имеют свои диапазоны чувст- вительности. Разработчик системы должен определить оптическую мощность, необходимую на детекторе, на основании информации, предоставленной производителем. Установив уровни мощности приемника и передатчика, следует перейти к рассмотрению мощности, передаваемой кабелями разной длины. Ее можно определить, вычертив кри вую мощности на диаграмме, подобной изображенной на рис. 17. В показанном примере волокно с диаметром ядра 100 мкм выбрано для работы с передатчиком, работающим на скорости 10 Мбит/с на длине волны 850 нм. На рисунке показаны как лучший, так и худший варианты со средним ожидаемым диапазоном между ними. Показаны также высшая и низшая границы чувствительности детектора. Из рисунка видно, что расстояние передачи в 1,4 км является максимальным. Начальные уровни инжектируемой мощности меняются в зависимости от диапазона начальной мощности излучателя. Когда в систему включаются ответвители и муфты, их потери могут быть рассмотрены как часть начальных потерь или может быть показано место их возможного появления в системе. Стандарт телекоммуникационного каблирования коммерческих зданий ANS 1/ TIA / EIA -568- A Стандарт специфицирует универсальную телекоммуникационную кабельную систему, способ- ную поддерживать приложения передачи речи и данных, а также среду, построенную на осно- ве различных типов и видов активного оборудования, изготовленного различными производи- телями. Стандарт служит нормативным документом, в котором описаны правила проектирования телекоммуникационного оборудования и кабельной продукции, предназначенных для обслу- живания коммерческих предприятий и организаций. Для компаний, проектирующих и монтирующих кабельные системы, стандарт дает опи- сание правил планирования и монтажа СКС в коммерческих зданиях, способных поддержи- вать изменяющиеся нужды пользователей в телекоммуникационном сервисе. Кроме вышеперечисленных функций, стандарт служит для установления технических критериев и критериев оценки рабочих характеристик различных типов кабельной продукции и коммутационного оборудования, а также технических критериев проектирования кабельных систем и их монтажа. Сфера действия стандарта. Стандарт EIA/TIA-568 [17] имеет своей целью регламен- тирование общих правил построения кабельных систем коммерческих зданий. Его создание было обусловлено необходимостью обеспечения поддержки широкого диапазона телекомму- никационных приложений, типов устройств и оборудования различных производителей. Стандарт описывает гибкую систему каблирования, которая позволяет планировать и устанавливать коммуникационные кабели без предварительного знания конкретных нужд ко- нечного пользователя. Это особенно ценно при строительстве новых зданий и реконструкции существующих, когда монтаж универсальной кабельной системы до въезда в помещения ко- нечных пользователей обходится намного дешевле и проходит без создания помех работаю- щим людям. Спецификации, входящие в стандарт, относятся к телекоммуникационным системам, ориентированным на "офисное окружение". Требования разработаны для СКС с рабочим временем жизни, по крайней мере, 10 лет. Основные группы спецификаций Стандарт '568 рассматривает следующие спецификации структурированных кабельнь» систем: - признаваемые передающие среды; - топология; - расстояния в каблировании; - пользовательские интерфейсы; - рабочие характеристики кабельных компонентов и коммутационного оборудования; - правила монтажа; - рабочие характеристики линии. Ранее ассоциация TIA разработала два документа, содержащих требования к горизонтальным кабелям DTP и коммутационному оборудованию. Первый из них, - бюллетен EIA/TIA-TSB-36, - регламентирует рабочие характеристики высокоскоростных кабелей DTP. I нем содержатся спецификации кабелей категорий 3, 4 и 5. Второй бюллетень, - EIA/TIA-TSB 40А, - определяет дополнительные спецификации для коммутационного оборудования и ком мутационных шнуров, а также дает описание правил монтажа. Последняя редакция стандарт '568 включает в себя техническое содержание бюллетеней TSB-36, TSB-40, TSB-40-A, и про ект бюллетеня TSB-53 - дополнительные спецификации кабелей и коннекторов STP-A 15 Ом. При публикации новый кабельный стандарт получает преимущественное значение на, техническими бюллетенями. В Т1А/Е1А-568 описаны шесть подсистем телекоммуникационной кабельной инфраструк- туры: • Horizontal Cabling Горизонтальная кабельная подсистема (Горизонталь); • Backbone Cabling Магистральная кабельная подсистема (Магистраль); • Work Area ( WA ) Рабочее место; • Telecommunications Closet (ТС) Телекоммуникационный шкаф; • Equipment Room ( ER ) Аппаратная (Машинный зал); • Entrance Facilities (EF) Городской ввод. Элементы кабельной системы Любая универсальная СКС в соответствии с положениями стандарта '568 включает в себя и строится на основании следующих элементов: • Горизонтальная кабельная система • Горизонтальный кросс (НС - Horizontal Cross-connect) • Горизонтальный кабель • Телекоммуникационная розетка/коннектор (ТО - Telecommunications Outlet/Connector) • Переходная точка (ТР - Transition Point, дополнительный элемент) • Магистральная кабельная система • Главный кросс (МС - Main Cross-connect) • Промежуточный кросс (1C - Intermediate Cross-connect) • Внешний магистральный кабель • Внутренний магистральный кабель • Рабочее место (WA - Work Area) • Телекоммуникационный шкаф (ТС - Telecommunications Closet) • Аппаратная (Машинный зал) (ER - Equipment Room) • Городской ввод (EF - Entrance Facility) • Администрирование*. • Стандарт '568-А содержит замечания и ссылки на элементы администрирования; основные требования и спецификации по администрированию телекоммуникационных кабельных систем содержатся в стан- дарте АМ51TIА/ЕIА-606 [18]. Горизонтальная кабельная система Горизонтальная кабельная система начинается телекоммуникационной розеткой на рабочем месте и заканчивается горизонтальным кроссом в телекоммуникационном шкафу. Она включает в себя: розетку, горизонтальный кабель, точки терминирования и пэтч-корды (кроссировочные перемычки), представляющие собой горизонтальный кросс. Горизонтальная кабельная система должна иметь топологическую конфигурацию "звезда". Каждое рабочее место соединено непосредственно с горизонтальным кроссом (НС) в телекоммуникационном шкафу (ТС) (рис. 18). Максимальная протяженность любого горизонтального кабельного сегмента не должна превышать 90 м независимо от типа используемой передающей среды. Горизонтальные кабели по своему количеству занимают первое место во всем объеме кабельных сегментов телекоммуникационной инфраструктуры здания. Несмотря на то, что стандарт ЕIАTIА 568 суживает круг возможных вариантов кабельной продукции, одним из основных моментов при планировании СКС является правильный выбор типа передающей среды для обеспечения поддержки вероятных изменений в будущем. Применяемый тип кабеля должен служить более одного планируемого периода развития телекоммуникационной сети. В горизонтальной подсистеме стандартом '586 разрешается использовать типы передающих сред, показанные на рисунке (рис. 19). Коаксиальный кабель 50 Ом признается стандартом '568 в качестве передающей среды но не рекомендуется для новых систем. Разрешается монтаж дополнительных коаксиальных розеток. Такие розетки являются дополнением и не могут заменять минимально требуемые стандартом. Компоненты, предназначенные для поддержки специфических приложений (например всевозможные типы адаптеров и конверторов), не могут быть использованы в качестве эле- мента горизонтальной кабельной системы. При необходимости они должны располагатьс? вне по отношению к телекоммуникационной розетке или горизонтальному кроссу. Это требо- вание стандарта имеет своей целью обеспечение максимальной универсальности кабельной системы и ее независимость от конкретных приложений и интерфейсов. Одной из основных проблем "медных" кабельных систем является их подверженное™ воздействию электромагнитных помех. По этой причине стандарт '568 предписывает при проектировании кабельных систем учитывать расположение потенциальных источников по мех. Конкретные спецификации по разделению кабельных инфраструктур и источников помех определены в стандарте ANSI/EIA/TIA-569 [9]. При каблировании открытых офисных пространств часто применяется плоский 4-парньи подковровый кабель [12]. Место сопряжения такого кабеля и круглого распределительной кабеля, приходящего от горизонтального кросса, носит название "переходной точки" (ТР - Transition Point). Стандарт допускает применение одной переходной точки между различными формами одного типа кабеля на одном сегменте горизонтального кабеля. Стандарт запрещает использование в горизонтали шунтированных отводов (то есть по явление одних и тех же пар кабеля на нескольких телекоммуникационных розетках, или, гово- ря простым языком, - запараллеливание линий), а также использование муфт для металличе- ских кабелей. Необходимость использования муфт в горизонтальных сегментах, длина кото- рых не может превышать 90 м, необоснована, в то время как их наличие может значительно ухудшать рабочие передающие характеристики горизонтальной линии. В случае волоконно- оптических систем установка муфт разрешена, но рекомендуется ограничить их применение телекоммуникационным шкафом. Как правило, муфты в волоконно-оптических системах и применяются в телекоммуникационных шкафах при терминировании распределительных во- локонно-оптических кабелей так называемыми шнурами pig-tail. Эта технология позволяет осуществлять переход и подключение распределительных кабелей, содержащих в себе во- локна, как правило, небольшого размера (диаметр буфера ~ 250 мкм) с коннекторами, тре- бующими терминирования волокна с буферами большего размера (~ 900 мкм). Шнур pig-tail представляет из себя короткий отрезок волоконно-оптического кабеля длиной около 1-3 м, терминированный в заводских условиях коннектором. Соединение распределительного кабе- ля и шнура pig-tail осуществляется с помощью, как правило, сварной муфты, обеспечивающей высококачественный переход с низкими потерями порядка 0,01 - 0,1 дБ. При каблировании рабочих мест стандарт '568 для обеспечения минимального универ- сального сервиса конечному пользователю предписывает устанавливать, как минимум, две телекоммуникационные розетки на каждом индивидуальном рабочем месте. Число розеток (2) было выбрано на основании среднестатистической конфигурации современного телекомму- никационного сервиса - телефония и приложения передачи данных (ЛВС). Одна из двух розе- ток по требованию стандарта должна быть совместима с 4-парным кабелем UTP 100 Ом (ка- тегории 3 или выше), а вторая - или с 4-парным кабелем UTP 100 Ом (рекомендуется катего- рия 5), или с 2-парным кабелем STP-A 150 Ом или с многомодовым волоконно-оптическим кабелем 62,5/125 мкм. Если в горизонтальной кабельной системе были применены экранированные компонен- ты, требующие подсоединения к телекоммуникационной системе заземления, стандарт тре- бует, чтобы эта система заземления отвечала соответствующим строительным нормативам, а также стандарту ANSI/TIA/EIA-607 [19]. Поскольку в различных регионах и странах могут дей- ствовать местные национальные нормативы по заземлению, приведенное выше требование стандарта можно трактовать следующим образом: "... система заземления должна отвечать соответствующим строительным нормативам, а также местным и национальным нормативам и инструкциям по системам заземления". Магистральная кабельная система Магистральная кабельная система обеспечивает соединение телекоммуникационных шкафов, аппаратных (машинных залов) и городских вводов. Она состоит из магистральных кабелей, промежуточных и главного кроссов, точек терминирования кабелей, а также пэтч-кордов или кроссировочных перемычек, используемых для коммутации сегментов магистрали (рис. 20). Магистраль также может существовать между зданиями в системе кампуса (городка из нескольких близко расположенных зданий). Магистральная подсистема по требованию стандарта должна быть ограничена двумя иерархическими уровнями кроссов (главным и промежуточным). Между любыми двумя горизонтальными кроссами не может существовать более трех кроссов, и между главным кроссом и любым горизонтальным кроссом не может существовать более одного кросса. Магистральная кабельная подсистема должна иметь топологическую конфигурацию "иерархическая звезда" или просто "звезда". Каждый горизонтальный кросс соединяется непосредственно с главным кроссом или сначала с промежуточным кроссом, а затем с главным кроссом (рис. 21). Магистрали по их иерархическому и топологическому расположению подразделяются на два соответствующих подтипа: магистрали первого и второго уровня и магистрали внешние и внутренние. Магистраль первого уровня всегда начинается в главном кроссе, магистраль второго уровня начинается в промежуточном кроссе. В общем случае, с точки зрения конфигурации кабельной системы магистрали внутренние и внешние ничем друг от друга не отличаются. Дифференциация вводится из-за того, что методы проектирования и монтажа этих двух подтипов магистралей различаются весьма существенно. Стандартом допускается соединение двух ТС телекоммуникационным кабельным сегментом при условии, что такое каблирование является дополнением к основной топологии "звезда". Кроссовое оборудование, используемое для терминирования различных типов кабелей должно располагаться в одном и том же телекоммуникационном помещении. Признаваемые типы сред могут использоваться индивидуально или в сочетании, как требуется для конкретной инсталляции. Количество пар и волокон, необходимое в отдельных магистральных сегментах, зависит от размеров обслуживаемой площади и определяется проектировщиком системы. Признаваемые типы магистральных кабелей, показаны на рисунке (рис. 22). Коаксиальный кабель 50 Ом в настоящее время разрешен для использования в магистралях, но не рекомендуется при монтаже новых кабельных систем. Предполагается его изъятие из следующей редакции настоящего стандарта. Максимальные расстояния кабельных сегментов в магистрали зависят от типа используемого приложения. Приведенные ниже значения максимальных допустимых расстояний основаны на передаче речи и данных по кабелям UTP/STP и по оптическому волокну (рис. 23). Максимально допустимое расстояние между кроссами НС и 1C - 500 м, независимо от типа передающей среды. Если расстояние между НС и 1C меньше максимального, расстояние между МС и 1C может быть увеличено при условии, что общее максимально допустимое расстояние не превышено. В случае высокоскоростных приложений (рабочие частоты свыше 5 МГц) максимальная длина магистрали определена стандартом в 90 м. Это условие приложимо только к непрерывным сегментам магистрали (то есть при отсутствии промежуточного кросса). На практике вышеуказанное требование стандарта означает следующее: при использовании магистральных кабелей UTP категорий 3, 4 и 5 для работы с приложениями, диапазон частот которых находится в пределах 5-16 МГц, 5-20 МГц и 5-100 МГц соответственно, суммарная их длина не должна превышать 90 м. При использовании магистрального кабеля STP-A 150 Ом в приложениях с полосой спектра от 5 до 300 МГц, суммарная длина сегмента также не должна превышать 90 м (табл. 6). Во всех остальных случаях при работе низкоскоростных приложений (рабочие частоты ниже 5 МГц) длина магистральных кабелей может достигать 800 м (табл. 5). Таблица 5. Предельные расстояния в магистрали (низкоскоростные приложения) Тип среды Предельные расстояния Магистраль, мс-нс Магистраль, IC - HC Магистраль, IC - MC UTP 800 м 500 м 300 м STP-A 90 м Многомодовое оптическое волокно 62,5/125 мкм 2000м 500 м 1500м Одномодовое волокно 3000 м 500 м 2500 м Ограничение расстояния магистрали в 90 м предполагает, что на каждом конце кабельного сегмента для подключения активного оборудования к магистрали могут быть установлены аппаратные шнуры длиной до 5 м каждый. Длина пэтч-кордов и кроссировочных перемычек в МС и 1C не должна превышать 20 м, а длина кабелей, соединяющих активное оборудование с магистральной кабельной системой, должна быть не более 30 м. Так же как и в случае горизонтального каблирования, стандарт требует принимать во внимание близость магистальных кабелей к источникам электромагнитных помех. Требования к соответствующим расстояниям определены в стандарте АМ81/Е1АД1А-569 [9]. Использование шунтированных отводов в магистрали запрещено. Таблица 6. Предельные расстояния в магистрали (высокоскоростные приложения) Тип среды Предельные расстояния Магистраль, МС-НС Магистраль, IC-HC Магистраль, IC-MC Многомодовое оптическое волокно 62,5/125 мкм 2000 м 500 м 1500м Одномодовое волокно 3000 м 500 м 2500м Многопарный кабель UTP, категория 3 90м Многопарный кабель UTP, категория 4 90 м Многопарный кабель DTP, категория 5 90 м Кабель STP-A, 300 МГц 90 м Рабочее место Рабочее место по определению стандарта служит интерфейсом между горизонтальной кабельной системой, заканчивающейся телекоммуникационной розеткой, и активным оборудованием конечного пользователя. Оборудование рабочего места и кабель (аппаратный шнур), используемый для подключения активного оборудования к ТО, не входят в сферу действия стандарта '568. Ниже перечислены некоторые спецификации, относящиеся к каблированию рабочего места. Длины горизонтальных кабелей определяются из предположения, что максимально допустимая длина кабеля для подключения активного оборудования на рабочем месте равна 3 м. Рабочие характеристики (категория) шнуров активного оборудования должны соответствовать или быть лучше рабочих характеристик пэтч-кордов той же категории. Адаптеры и устройства, предназначенные для поддержки специфических приложений, должны устанавливаться вне по отношению к телекоммуникационной розетке. При использовании таких адаптеров предполагается, что они совместимы с категорией того горизонтального кабеля, к которому они подсоединяются. Телекоммуникационный шкаф Телекоммуникационные шкафы в общем случае рассматриваются как устройства, предназначенные для обслуживания горизонтальной распределительной системы. Кроме этой основной функции, они могут выполнять и дополнительные - в них допускается размещение промежуточных и главных кроссов. Ниже перечислены некоторые спецификации, относящиеся к каблированию телекоммуникационных шкафов. Не разрешается использовать перетерминирование горизонтальных кабелей для внесения штатных изменений в кабельную систему. Для этих целей следует использовать кроссировочные перемычки и пэтч-корды. Устройства, предназначенные для поддержки специфических приложений (например, разного рода адаптеры), не могут быть частью горизонтальной кабельной системы и должны устанавливаться вне по отношению к горизонтальному кроссу. Для избежания деформирования кабелей вследствие тугого скручивания в пучки, слишком крутых изгибов и растягивающих усилий, следует использовать оборудование, специально предназначенное для укладки и маршрутизации кабельных потоков. Кабели и шнуры, используемые для подключения активного оборудования, не рассматриваются стандартом в качестве элементов кабельной системы. Максимально допустимая суммарная длина всех пэтч-кордов и аппаратных шнуров на обоих концах линии -10м. Разрешается использовать только оборудование, соответствующее требованиям стандартов. Телекоммуникационные шкафы должны быть спроектированы и оборудованы в соответствии с требованиями стандарта ANSI/EIA/TIA-569. Подключение активного оборудования в телекоммуникационном шкафу разрешается осуществлять с помощью двух типов соединений - "межсоединения" и "кросс-соединения". Кросс-соединение - применяется для коммутации кабельных подсистем между собой и для подключения активного оборудования с многопортовыми коннекторами (рис. 24). Многопортовыми коннекторами называются конструкции, узлы, с помощью которых реализуется одновременное подключение более одного (нескольких) адресного телекоммуникационного порта. Типичным образцом многопортового коннектора является так называемый Telco-коннектор (коннектор "теле-фонной компании", Telephone Company connector) - 25-парный коннектор, нашедший массовое применение в телефонии для подключения офисных АТС или РВХ, а также иногда используемый для подключения активного сетевого оборудования. Метод кросс-соединения в отличие от описанного ниже метода межсоединения позволяет гибко переконфигурировать кабельную систему во всех случаях, но в то же время и требует наличия в кроссе как минимум, двух единиц коммутационного оборудования, что повышает стоимость системы. Если понятие "кросс" (cross-connect) используется для определения средства, позволяющего осуществлять терминирование кабелей и их межсоединение или кросс-соединение (или оба) с помощью пэтч-кордов, кроссировочных перемычек или кабелей активного оборудования, то понятие "кросс-соединение" (cross-connection) относится к конкретной конфигурации, в которой кабели и пэтч-корды или перемычки используются для коммутации отдельных распределительных полей, обслуживающих горизонтальную и магистральную кабельные системы и оборудование телекоммуникационных помещений. Межсоединение - разрешается использовать только для подключения активного оборудования с однопортовыми коннекторами (рис. 25). В противоположность многопортовым коннекторам однопортовые позволяют осуществлять коммутацию между собой только двух адресных портов. Метод межсоединения полезен в тех случаях, когда производиться подключение к кабельной системе активного оборудования с однопортовыми (модульными) коннекторами, которое само по себе как бы является единицей коммутационного кроссового оборудования, такого, например, как пэтч-панель. В этом случае появляется возможность неограниченного переключения адресных портов и, за счет исключения второй единицы коммутационного оборудования из конфигурации кросса, снижение затрат на подключение. Каблирование на основе UTP Классификация рабочих характеристик компонентов UTP . Категории В настоящее время широкий диапазон кабелей на основе неэкранированной витой пары UTP, обладающих различными категориями рабочих характеристик, используется для поддержки различных приложений передачи речи и данных. По мере увеличения скоростей передачи в ЛВС и возникновения у конечных пользователей потребности к переходу на более высококачественные кабели UTP, важным является обеспечение промышленностью требований к рабочим передающим характеристикам и определение категорий для высокопроизводительных кабелей UTP. Такие спецификации для кабелей и коммутационного оборудования содержатся в стандарте TIA/EIA-568. Спецификации неэкранированной витой пары (НВП), содержащиеся в TIA-568, имеют преимущество над спецификациями выпущенных ранее технических бюллетеней TSB-36 и TSB-40-A. Стандартом определены три категории рабочих характеристик для кабелей, комму- тационного оборудования и кабельных линий - кабели UTP и соответствующее им коммутационное оборудование: категория 5 - до 100 МГц, категория 4 - до 20 МГц, категория 3 - до 16 МГц. Кабели категорий 1 и 2 не рассматриваются данным стандартом, хотя их использование не прекращается в телефонной промышленности и при реализации речевых и низкоскоростных цифровых приложений. Ниже приводятся основные характеристики категорий (уровней) 1 и 2. Уровень 1 . Определен в качестве передающей среды в кабельных системах для передачи аналоговых речевых приложений, в так называемых POTS (Plain Old Telephone Systems - традиционные телефонные системы). Компоненты уровня 1: предпочтение отдается монтажу на основе DTP 100 Ом, а для реализации многоканальных приложений среда UTP 100 Ом становится обязательной; двухпарный кабель не рекомендуется использовать в системах передачи данных и в сетевых приложениях, хотя он может вполне адекватно функционировать в определенных ограниченных ситуациях (например, одноканальные речевые приложения с уже существующей установленной двухпарной базой). Технические требования к компонентам уровня 1 определены в следующих стандартах: FCC Part 68, ICEA S-80-576, Bellcore 48007. Критерии рабочих характеристик уровня 1 стандартами не определены. Требования к безопасности компонентов уровня 1 определены следующими стандартами: UL 1459 (Телефония), UL 1863 (Проводники и разъемы), NEC 1993 [53], Article 800-4. Уровень 2. Undewriters Laboratories определяет уровень 2 в качестве кабельной системы IBM Type 3. Кабели, коннекторы и балуны IBM Type 3 были разработаны для высокоскоростных систем на основе DTP 100 Ом, которые должны были работать с приложениями Token Ring 1 Мбит/с, IBM 5250 и 3270 на укороченных линиях. Приложения с более высокой рабочей частотой, такие как IBM 5250 и 3270, работают в кабельных системах Туре 3 несмотря на то, что характеристики кабелей определены только до 1 МГц. Для работы этих IBM-приложений в средах Туре 3 необходимо использовать устройства, выравнивающие импеданс. Кроме перечисленных, типичными приложениями являются ISDN и передача речи. Компоненты уровня 2: 100 Ом DTP. Технические требования к компонентам уровня 2 определены в следующих стандартах: FCC Part 68, GA27-3773-1, IBM Cabling System Technical Interface. Требования к безопасности компонентов уровня 2 определены в следующих стандартах: UL 1459 (Телефония), LJL 1863 [84] (Проводники и разъемы), NEC 1993, Article 800-4. Разница между терминами "Мегагерц" и "Мегабит". Термины Мегабит-в-секунду (Мбит/с, Mbps или Mb/s) и Мегагерц (МГц, MHz) часто путают. Термин МГц относится к границе частотного диапазона рабочих характеристик кабельной системы. Например, категория 3 имеет характеристики, определенные до 16 МГц, а компоненты Type 1A STP 150 Ом - характеристики, определенные до 300 МГц. Термин Мбит/с относится к скорости передачи цифровой информации между двумя единицами активного оборудования при работе определенного приложения. Например, для приложения Т1 скорость передачи определена в 1,544 Мбит/с, для 10BASE-T - 10 Мбит/с, а для FDDI/CDDI - 125 Мбит/с (табл. 7). Таблица 7. Цифровые методы кодирования сигналов Приложение Скорость передачи Метод кодирования Рабочая частота ISDN BRI 160 Кб/с 2blq 40 кГц ISDN PRI 1 ,544 Мбит/с Bipolar 772 кГц IBM System 3X 1 .0 Мбит/с Manchester 750 кГц IBM System 3270 2,35 Мбит/с Manchester 1,76 МГц Wang VS/OIS 4,27 Мбит/с Manchester 3,2 МГц IBM Token Ring 4,0 Мбит/с Manchester 3,0 МГц IBM Token Ring 16,00 Мбит/с Manchester 12,0 МГц Ethernet 10,0 Мбит/с Manchester 7,5 МГц TP-PMD 125,0 Мбит/с MLT-3 31,25МГц ATM 155 Мбит/с TBD 73,0 МГц Рабочие характеристики категории 5 и соответствие требованиям категории 5 ( Category 5 performance и Category 5 compliance ). Телекоммуникационная продукция может обладать передающими рабочими характеристиками категории 5 и в то же время не отвечать требованиям к категории 5. Это явление в общем случае носит название "рабочие характеристики категории 5". Например, в настоящее время рабочие характеристики категории 5 (скорости передачи данных 100-155 Мбит/с/100 МГц) достижимы в кабельных системах, использующих архитектуру приложения, называемого TP-PMD (Twisted Pair-Physical Media Dependent) - "медной" версии FDDI (рис. 26). Схемы разводки TP-PMD и Т568А/Т568В поддерживают скорости передачи данных 100 Мбит/с. Однако только разъем, имеющий схему разводки Т568А/В, является полностью отвечающим требованиям стандарта категории 5. В случае отсутствия требований к соблюдению стандартов и необходимости реализации скорости передачи 100 Мбит/с, приложения TP-PMD являются подходящим решением. Но если требуется полное соответствие спецификациям категории 5, можно использовать только схемы разводки Т568А или Т568В. Не существует преимуществ или недостатков в рабочих характеристиках компонентов, прошедших тестирование, пока характеристики находятся в пределах, установленных спецификациями определенной категории. Очень важно делать различие между полным соответствием категории и соответствием требованиям к рабочим характеристикам этой категории. Соответствие категории - это случай, когда кабель или разъем полностью соответствует спецификациям данной категории и полностью соответствует требованиям TIA-568A. Соответствие рабочим характеристикам категории - это случай, когда характеристики разъема соответствуют требованиям к передающим характеристикам категории, но не соответствуют всем спецификациям Е1АД1А-568А (например, требованиям к механическим свойствам или схеме разводки). Примером соответствия рабочим характеристикам категории является разъем TP-PMD. Его характеристики соответствуют требованиям категории 5 только на двух внешних парах. Иными словами, он отвечает требованиям категории 5 к передающим характеристикам (100 МГц), одновременно не соответствуя требованиям к схеме разводки (схема разводки Т568А или Т568В, все пары терминированы). Горизонтальный кабель UTP Спецификации и требования, предъявляемые стандартом '568 к горизонтальным кабелям UTP Горизонтальный кабель: одножильный, 4-парный, 100 Ом, диаметр проводника - 0,51 мм (0,0201" или 24 AWG). Разрешено использование кабелей с одножильными проводниками диаметром 0,642 мм (0,0253" или 22 AWG) при условии, что их параметры соответствуют спецификациям горизонтальных кабелей UTP. Общий экран является дополнением к основной конструкции. Внешний диаметр кабеля должен быть не более 6,35 мм (0,25 "). Цветовое кодирование проводников в кабеле должно соответствовать следующей схеме: Голубой (Blue, BL) Оранжевый (Orange, О) Зеленый (Green, G) Коричневый (Brown, BR). Пара 1 Белый/Голубой* (White-Blue, W-BL) Пара 2 Белый/Оранжевый* (White-Orange, WO) Пара 3 Белый/Зеленый* (White-Green, W-G) Пара 4 Белый/Коричневый* (White-Brown, W-BR) * Цветная полоса на белом проводнике является дополнением к основной кодировке в случаях, когда шаг витка пары составляет менее 38 мм (1,5 "). На кабель должны быть нанесены метки с указанием категории рабочих характеристик. Такие метки не должны заменять маркировку класса безопасности. Все механические и электрические параметры кабелей должны соответствовать требованиям и быть измерены в соответствии с процедурами, описанными в следующих стандартах: ANSI/ICEA S-80-576, ASTM D 4565 [20], ASTM D 4566 [21]. Предельное допустимое усилие на разрыв кабеля должно составлять 400 Н минимум. Кабель должен выдерживать радиус изгиба 21,0 мм при температуре 20°С ± 1°С без появления трещин на оболочке или изоляции. Диэлектрическая прочность кабеля должна составлять по крайней мере 2500 В постоянного тока между двумя проводниками. Сопротивление любого проводника не должно превышать 93,8 Ом на 1 км при температуре 20°С (или пересчитанное для 20°С). Различие в сопротивлении между двумя любыми проводниками в любой паре не должно превышать 5% при температуре 20°С (или пересчитанное для 20°С). Емкость любой пары, измеренная при температуре 20°С (или пересчитанная для 20°С), не должна превышать номинальное значение 46 пф/м. Характеристический импеданс и структурные обратные потери ( SRL ). Кабель должен обладать импедансом 100 + 15% в диапазоне частот от 1 МГц до высшего специфицированного предела. Значение SRL при длине кабеля 100 м должно быть больше или равно следующим значениям (табл. 8): Таблица 8. SRL (наихудшая пара) Частота, МГц SRL, дБ Категория 3 Категория 4 Категория 5 1 – 10 12 21 23 10- 16 12- 10 Ig (f / 10) 21 - 10 Ig (f/ 10) 23 16 – 20 - 21 - 10 Ig (f / 10) 23 20 – 100 - - 23 - 10 Ig (f /20) Затухание рассчитывается на основе значений, полученных при измерении уровня сигнала на выходе кабеля длиной 100 м, при сканировании рабочего диапазона частот, по формуле: где 0,772 </ предел рабочих частот категории Х(Х-\,2,3). Значения констант, используемых в вышеприведенной формуле, даны в табл. 9. Таблица 9. Константы затухания k1 k2 КЗ Категория 3 2,320 0,238 0,000 Категория 4 2,050 0,043 0,057 Категория 5 1,967 0,023 0,050 Максимальное затухание для любой пары, выраженное в дБ/100 м, измеренное при 20' С или пересчитанное для 20° С, должно быть меньше или равно значениям, приведенным е г табл. 10. ) Таблица 10. Затухание Частота, МГц Затухание, дБ/100 м Категория 3 Категория 4 Категория 5 0,064 0,9 0,8 0,8 0,256 1,3 1,1 1,1 0,512 1,8 1,5 1,5 0,772 2,2 1,9 1,8 1,0 2,6 2,2 2,0 4,0 5,6 4,3 4,1 8,0 8,5 6,2 5,8 10,0 9,7 6,9 6,5 16,0 13,1 8,9 8,2 20,0 - 10,0 9,3 25,0 - - 10,4 31,25 - - 11,7 62,5 - - 17,0 100,0 - - 22,0 Переходное затухание или потери NEXT . Потери NEXT рассчитываются на основе значений, полученных при сканировании рабочего диапазона частот с помощью сетевого ана- лизатора. Минимальное значение потерь NEXT для любой комбинации пар при комнатной температуре должно быть больше или равно значению, определяемому по формуле: NEXT(f) > NEXT (0,772) - 15 lg (f'/0,772) где 0,772 </ предел рабочих частот категории Х(Х- 1, 2,3). Минимальные требуемые значения приведены в табл. 11. Таблица 11. NEXT (наихудшая пара)       Частота, МГц NEXT, дБ Категория 3 Категория 4 Категория 5 0,150 53 68 74 0,772 43 58 64 1,0 41 56 62 4,0 32 47 53 8,0 27 42 48 10,0 26 41 47 16,0 23 38 44 20,0 - 36 42 25,0 - - 41 31,25 - - 39 62,5 -