Коаксиалды кабельдің негізгі түрлері

ЕІА/ТІА 568 стандартына сәйкес 3, 4 және 5-категориялы кабельдер үшін толқындық кедергі 1 МГц жиіліктен кабельдің ең жоғарғы жиілігіне дейінгі жиіліктік диапазонда 100 Ом ± 15% қамтуы керек. Стандартен бекітілген екінші маңызды параметр -әp түрлі жиіліктегі кабель бойынша тасымалданатын сигналдың ең жоғарғы өшуі. Шектіге жақын жиіліктегі өшу шамасы барлық кабельдер үшін маңызды, яғни кіші қашықтықтардағы сигнал да 10 және 100 рет әлсізденеді, ол сигналды қабылдағыштарға жоғары талаптар қояды.

Стандартпен анықталатын тағы бір спецификалық параметр - бұл өткізу жолының жақындау шегіндегі қиылысқан нысананың шамасы (NEXT - Near End Cross Talk).

Оралған жұптардың жалғануы үшін барлығына белгілі телефондарда (RJ-ll) қолданылатын, бірақ өлшемдері бойынша үлкен RJ-45 типті ажыратқыштар (коннекторлар) қолданылады. RJ-45 ажыратқыштардың 8 контактілері болады. Кабельге ажыратқыштар арнайы қосылған аспаптардың көмегімен жалғанады. Мұнда ажыратқыштың алтындатылған инелі контактілері әр сымның изоляциясын теседі, сондай-ақ, желілерінің арасына кіреді және сенімді де сапалы жалғануды қамтамасыз етеді.

Оралған жұптар жиірек мәліметтерді бір бағытта тасымалдау үшін, яғни “жұлдызша” және “сақина” типті топологияларда қолданылады. Поливинилхлоридті жамылғыдағы кабель (ПВХ, PVC) арзан және эксплуатацияның қолайлы шарттарымен салыстырыла жұмыс істейтін кабель үшін арналған; Телефонды жамылғыдағы кабель өте қымбат және эксплуатацияның қатал шарттарына арналған.

ПВХ-жамылғыдағы кабель тағы non-plenum, ал тефлонды жамылғыдағы кабель - Plenum деп аталады. Plenum термині осында желі кабелін орнату өте қолайлы болатын фальшеденнің немесе астындағы ілінетін төбенің үстіндегі кеңістікті білдіреді. Бұл көзден таса кеңістіктерге тефлонды жамылғыдағы кабельдерді төсеу өте ыңғайлы, өйткені ол ПВХ-жамылғыдағы кабельден гөрі нашар жанады және жану кезінде улы газдарды шығарады.

Стандарттармен қатаң түрде анықталмаған, біра желінің жұмыс қабілетіне айтарлықтай әсер ете алатын кез келген кабельдің тағы бір маңызды параметрі – бұл кабельде тараудың жылдамдығы, яғни кабельдегі сигналдың таралуының ұзындық бірлігі есебімен кідірісі. Қазіргі кездегі көптеген кабельдердің кідіріс шамасы 5 нс/м-ді құрайды. Оралған жұп негізінде кабельге кіретін сымдардың әрқайсысы, ереже бойынша, изоляцияның өз түсіне ие болады, ол ажыратқыштың өңдеулігін, кабельдің соңы әр түрлі бөлмелерде орналасқан және аспаптар көмегімен бақылау қиын болған жағдайларда айтарлықтай азайтады.

Коаксиалды кабельдер. Коаксиалды кабель дегеніміз - бір-бірімен диэлектрик қабатымен (ішкі изоляциямен) бөлінген және жалпы сыртқы жамылғыға орналасқан орталық сым мен металдық қорғаннан құралған электрлік кабель.

Коаксиалды кабель жақын уақытқа дейін өте кең таралған, бұл оның жоғары кедергіге тұрақтылығымен, сонымен қатар оралған жұпқа қарағанда мәліметтерді тасымалдаудың жоғары рұқсат етілетін жылдамдығымен (500 Мбит/с дейін) және тараудың үлкен қашықтықтарымен (1 км-ге дейін және жоғары) сипатталады. Оған желіні тыңдау үшін механикалық түрде жалғану өте қиын, ол сонымен қатар өте аз электр магнитті шығуларды таратады. Бірақ, коаксиалді кабельді өңдеу және жендеу оралған жұпқа қарағанда айтарлықтай қиынырақ, ал бағасы жоғары (оралған жұп негізгі кабельмен салыстырғанда 1,5-3 есе қымбат). Кабель соңындағы ажыратқыштарды орнату да қиын. Сондықтан қазір оны оралған жұпқа қарағанда сирек қолданады.

Коаксиалды кабельдің негізі “шина” типті топологиялы желілерде көп қолданылады. Мұнда кабель сандарында сигналдардың ішкі шағылысуын болдырмау үшін терминаторлар орнатылуы керек және терминаторлардың біреуі (тек қана біреуі) жерге қосылуы керек. Жерге қосылусыз металдық қорған желіні сыртқы электромагнитті кедергілерден қорғамайды және желімен тасымалданатын ақпараттың сыртқы ортаға шығуын төмендетпейді. Бірақ, қорғанды екі немесе одан да көп нүктелерде қосса, онда желілік жабдық қана емес, желіге жалғанған компьютерлер де істен шығуы мүмкін. Терминаторлар міндетті түрде кабельмен сай келуі қажет, яғни олардың кедергілері кабельдің толқындық кедергісіне сай келуі керек. Мысалы, 50 омдык, кабель қолданса, онда ол үшін 50 омдық терминаторлар сай келеді.

Коаксиалды кабель сирек “жұлдыз” және “пассивті жұлдыз” топологиялы желілерде қолданылады. Бұл жағдайда сәйкес келу мәселесі айтарлықтай жеңілдетіледі.

Кабельдің толқындық кедергісі қосарланған құжатталуда нұсқаланады. Жергілікті желілерде жиі 50 омдық (мысалы, RG-58, RG-11)және 93 омдық (мысалы, RG-62) кабельдер қолданылады. Телевизиялық техникада кең таралған 75 омдық кабельдер жергілікті желілерде қолданылмайды.

Коаксиалды кабельдің екі негізгі түрі бар:

1) жіңішке (thin) кабель, оның диаметрі 0,5см, иілгіш болып келген;

2) жалпақ (thick) кабель, диаметрі 1 см, иілгіш болып келген.

Жіңішке кабель жалпаққа қарағанда кіші арақашықтыққа тасымалдауға арналған, өйткені онда сигнал өту қатты өшеді. Бірақ жіңішке кабельмен жұмыс істеу қолайлы: оны әр компьютерге тез жалғауға болады, ал жалпақ - орналасу қабырғасында қатты бекітуді талап етеді. Жіңішке кабельге қосылу (байонетті типті BNC ажырағыштары арқылы) жеңіл және қосымша жабдықты талап етпейді, ал жалпақ кабельге жалғану үшін оның жамылғысын тесетін және орталық желімен қатар, экранмен байланыс орнататын арнайы едәуір қымбат құрылғыларды қолдану керек. Жалпақ кабель жіңішкеге қарағанда екі есе қымбат. Сондықтан жідішке кабель өте жиі қолданылады.

Коаксиалды кабельдің маңызды параметрі болып оның сыртқы жамылғысыныда типі есептеледі. Берілген жағдайда non-plenum (PVC), plenum кабельдері де қолданылады. Тефлонды кабель поливинилхлоридтіден қымбат. Әдетте, жамылғы типін оның боялуы арқылы айыруға болады (мысалы, PVC кабелі үшін Belden фирмасы сары түсті, ал тефлонды үшін қызғылт сары түсті колданылады).

Коаксиалды кабель сигналының таралу кідірісінің әдеттегі шамасы кабель үшін 5 нс/м, ал жалпақ үшін 4,5 нс/ құрайды.

Коаксиалды кабель екілік экранмен нұсқаулы (бір экран екіншісінің ішінде орналасқан және бір-бірінен изоляцияның қосымша қабатымен бөлінген). Мұндай кабельдердің кедергіден қорғанысы күшті және әдеттегілерден шамалы қымбат тыңдаулардың қорғанысы болады.

Талшықты-оптикалық кабельдер. Талшықты-оптикалық кабель - бұл оптикалық диэлектрлік толқын енгізушілер бойынша ақпарат тасымалданатын тасымалдау жүйесінің түрі, сонымен қатар ол “оптикалық талшық” атауымен белгілі.

Коаксиалды электрлік кабельдің кабельдің құрылысы жеңіл және оптикалық кабельдің құрылысына ұқсас, бірақ орталық мысты сымның орнына жіңішке шыны талшық (диаметрі 1-10 мкм шамасында), ал ішкі изоляцияның орнына - жарықтың шыны талшық шегінен шықпауын қамтамасыз ететін шыны және пластиктік жамылғы қолданылады. Берілген жағдайда шекарадан коэффициенттері әр түрлі екі заттың шекарасынан жарықтың ішкі толық шағылысу режимімен жұмыс істейміз (шыны талшыққа қарағанда төмен). Кабельдің металдық қорғаны болмайды, өйткені сыртқы электр магнитті кедергілерден экрандау талап етілмейді, бірақ кейде оны қоршаған ортадан механикалық қорғаныс ретінде қолданады (мұндай кабельді брондық деп атайды, ол бір жамылғы астында бірнеше талшықты-оптикалық кабельдерді біріктіре алады).

Ешқандай сыртқы электромагнитті кедергі жарықты сигналды принцип бойынша зақымдай алмайды, ал бұл сигналдың, өзі принципті сыртқы электромагнитті шығуларды тудыра алмайды. Кабельдің мұндай типіне жалғану желіні рұқсатсыз тыңдау үшін практикалық түрде мүмкін емес, өйткені бұл кабельдің бүтіндігін бұзуды талап етпейді.

Мұндай кабельдің мүмкін өткізу жолағы кез келген электрлік кабельдердікінен жоғары шамаға 1012 Гц-ке дейін жетеді. Бұл бір оптикалық талшық арқылы секундына бірнеше терабит ақпарат ағынын тасымалдаудың потенциалдық мүмкіндігін береді. Талшықты-оптикалық кабельдің бағасы біртіндеп арзандауда. Бірақ берілген жағдайда бүтіндей алғанда желінің бағасын айтарлықтай арттыратын жарықтың сигналдарды электрлікке және керісінше түрлендіретін арнайы оптикалық қабылдағыштар мен таратқыштарды қолдану керек.

Жергілікті желілерде қолданылатын желіліктегі талшықты-оптикалық кабельдер сигналының өшуінің әдеттегі шамасы 0,32-0,3 дБ/км құрайды, ол төменгі жиілікті электрлік кабельдердің көрсеткіштеріне сәйкес келеді. Бірақ талшықты-оптикалық кабель жағдайында тасымалданатын сигналдың жиілігі өскенде, өшу өте аз артады және жоғары жиілікте (әсіресе, 200 МГц-тен жоғары) оның артықшылықтары электрлік кабель алдында талассыз. Аз өшу 100 км-ге созылған ретрансляциясыз бөлінген түзулер салуға мүмкіндік береді. Талшықты-оптикалық кабельдердегі сигналдың таралуының кідірісі өте көп тараған кабельдер үшін 4-5 нс/м құрайды. Бір өткізгіштік қасиет есебіндегі мысты кабельмен салыстырғанда аз салмақты және аз көлемді болып келеді

Олардың бастысы - өңдеудің жоғары қиындылығы (ажырағыштарды орнату кезінде микронды дәлдік болуы керек, шыны талшық сынығының дәлдігінен және оның жылтырының дәрежесінен ажырағыштықтың өшуіне байланысты). Ажырағышты орнату үшін дәнекерлеу немесе шыны талшықтағындай жарықтың сыну коэффициенті бар арнайы гельдің көмегімен желілеу. Сондықтан талшықты-оптикалық кабель жиірек екі жақ соңында керекті типті ажырағыштар орналасқан түрлі ұзындықты алдын ала кесілген кесектер турінде сатылады.

Коаксиль кабельдер арқылы сигналдардың таралуын рұксат етсе де (ол үшін арнайы 2-8 каналға) таратқыштар шығарылады), ереже бойынша, оларды бір қабылдағыш және бір таратқыш арасында, бір бағытта ғана мәліметтерді тасымалдау үшін қолданады.

Коаксилдық кабельдер микрофондық әсер деп аталатын механикалық әсерлерге (ультрадыбыс) сезімталды болып келеді. Оны азайту үшін жұмсақ дыбысты жұтқыш жамылғыны қолданады. Талшықты-оптикалық кабельдерді тек “жұлдызша” және “сақина” топологиялы желілерде қолданады. Берілген жағдайда сәйкестіктің және жерге қосудың ешқандай мәселелері жоқ. Кабель желі компьютерлерінің идеалды гальваникалық бастауларын қамтамасыз етеді.

.

Бұл типтер арасындағы негізгі ерекшеліктер кабельдегі жарық сәулелерінің өтуінің әр түрлі режимдерімен байланысты.

Бірмодалы кабельде практикалық түрде барлық сәулелер бір жолмен өтеді, нәтижесінде қабылдағышқа бір уақытта жетеді және сигналдардың пішіні зақымдалмайды. Бірмодалы кабельдің орталық талшықтың диаметрі 8-10 мкм және жарық толқынының ұзындығымен салыстыруға келеді (1300 мкм толқын ұзындығымен жарықты береді).

Бұл жағдайда сигналдың дисперсиясы және шығыны өте маңызды емес, ол көпмодалы кабельді қолдану жағдайындағыдан гөрі сигналдарды өте үлкен қашықтықтарға тасымалдауға мүмкіндік береді. Бірмодалы кабельдер үшін жарық толқынының талап етілетін ұзындығымен ғана пайдаланатын лазерлік қабылдағыш- таратқыш қолданылады. Мұндай қабылдағыш-таратқыштар қымбат және ұзаққа шыдамайды. Көпмодалы кабельде жарық сәулелерінің траекториясы көрінетін шашырау бар нәтижесінде кабельдің қабылдау соңында сигнал пішіні зақымдалады. Орталык талшықтың диаметрі 50 және 62,5 мкм, ол тасымалдаудың толқын ұзындығынан үлкен болады.