2.10.5. Требования к производительности

Кабели с витой парой подразделяются на категории в зависимости от своих электрических свойств. Свойства, характеризующие кабель UTP, определены в EIA/TIA 568 следующим образом.

Затухание

Это значение характеризует потерю энергии и зависит от передаваемой частоты. Максимальное затухание на 1000 футов кабеля UTP при 20 °С для различных частот должно быть следующим.

Табл. 2.2. Максимальное затухание в дБ/с на 1000 футов при 20 °С

Частота (МГц)	Категория 3	Категория 4	Категория 5
0,772	6,8	5,7	5,5
1,0	7,8	6,5	6,3
4,0	17	3	13
8,0	26	19	18
10,0	30	22	20
16,0	40	27	25
20,0	-	31	28
25,0	-	-	32
31,25	-	-	36
62,5	-	-	52
100,0	-	-	67

Общая емкость (mutual capacitance)

Емкость кабеля оценивается на единицу длины (например, пФ/фут), меньшие значения указывают на большую производительность. Стандарт устанавливает предел общей емкости измеряемой для 1 кГц при 20°С для кабеля 3-й категории в 20 пФ/фут, а для категорий 4 и 5 - 17пФ/фут.

Волновое сопротивление

У всех кабелей UTP волновое сопротивление на частотах от 1 МГц до наивысшей доступной кабелю должно быть 100 Ом. Отметим, что измерения необходимо производить с кабелем, длина которого равна по крайней мере одной восьмой длины волны.

Наводка на ближнем конце

Наводка на ближнем конце характеризует степень влияния соседних витых пар. Она измеряется путем подачи сбалансированного сигнала на одну пару проводов и измерения возмущающего влияния на другую пару, причем обе пары должны быть нагружены этим номинальным волновым сопротивлением 100 Ом. Это показано на рис. 2.22.

Рис. 2.22. Наводка на ближнем конце

Наводка на ближнем конце выражается в децибелах в соответствии со следующей формулой:

NEXT - 10 log (Px/Pd) дБ,

где Рd - мощность наведенного сигнала; Рх - мощность наводящего сигнала.

Наводка на ближнем конце зависит от частоты сигнала и категории кабеля. Характеристики лучше для меньших частот и для кабелей с более высокой категорией. Большие значения NEXT означают меньший уровень наводок.

Стандарт определяет минимальные значения NEXT для фиксированных кабелей 10Base-T, называемых горизонтальными кабелями UTP, а также для соединяющего оборудования. Нижеприведенные таблицы содержат эти данные для различных частот и различных категорий кабелей.

Следует заметить, что для выравнивания длины проводников в коннекторе приходится расплетать снижающие наводки витки UTP-кабеля. Чтобы сохранить необходимые значения NEXT, нужно минимизировать длину расплетенного кабеля и разделение между парами проводников. Длина расплетенного провода не должна превышать 13 мм для кабелей 5-й категории и 25 мм для кабелей 4-й категории

Табл. 2.3. Минимальное значение NEXT для горизонтального ка6еля UTP

Частота (МГц)	Категория 3 (дБ)	Категория 4 (дБ)	Категория 5 (дБ)
0,150	54	68	74
0,772	43	58	64
1,0	41	56	62
4,0	32	47	53
8,0	28	42	48
10,0	26	41	47
16,0	23	38	44
20,0	-	36	42
25,0	-	-	41
31,25	-	-	40
62,5	-	-	35
100,0	-	-	32

Затухание на неоднородностях (SRL)

Затухание на неоднородностях (structural return loss - SRL) является характеристикой степени несоответствия волновых сопротивлений кабеля и соединителя. Оно измеряется в виде отношения мощности входного сигнала к мощности отраженного сигнала.

SRL = 10 log (Входная мощность/Отраженная мощность) дБ.

Большие значения предполагают меньшее отражение. Например, SRL в 23 дБ соответствует 7%-ному отражению входного сигнала.

Табл. 2.4. Потеря отраженного сигнала (srl) при 20°С

Диапазон частот (МГц)	Категория 4	Категория 5	Процент отражения
От 1 до 20	23 дБ	23 дБ	7%
От 20 до 100		14 дБ	20%

Сопротивление постоянному току

Сопротивление постоянному току характеризует способность коннекторов пропускать постоянный ток и ток низкой частоты. Максимальное сопротивление между входными и выходными коннекторами, за вычетом сопротивления кабеля, определено в 0,3 Ом для кабелей UTP 3, 4 и 5-й категорий.

Эффекты несущей поверхности

Следует заметить, что если кабели установлены на проводящей поверхности, такой, как металлический желоб или труба, параметры общей емкости, волнового сопротивления, отражения сигнала и затухания могут ухудшиться на 2 - 3%. На практике с этим обычно не возникает проблем.

2.10.6. Преимущества кабеля с витой парой

Использование для сетей витой пары дает по сравнению с другими типами кабелей следующие преимущества.

• Простота подключения устройств к витой паре.

• Если в уже установленном кабеле (например, телефонном) есть дополнительные неиспользуемые провода, можно использовать витые пары этой системы - НО смотрите сделанные ранее предупреждения.

• Экранированный кабель (STP) значительно снижает внешние воздействия.

• Неэкранированный кабель (UTP) достаточно дешев. 4

• Неэкранированный кабель очень просто устанавливать.

• Неэкранированный кабель может оказаться уже установленным (но убедитесь, что он работает должным образом и удовлетворяет требованиям производительности, предъявляемым сетью).

2.10.7. Недостатки кабеля с витой парой

У витой пары следующие недостатки.

• Экранированный кабель (STP) громоздкий и с ним трудно работать.

• Неэкранированный кабель (UTP) более восприимчив к помехам, чем коаксиальный или оптоволоконный кабели.

• У неэкранированного кабеля большее затухание, чем у других кабелей.

• Поверхностный эффект может увеличить затухание. Он имеет место при передаче по витой паре данных на высокой скорости. В этих условиях ток имеет тенденцию течь по внешней поверхности проводника. Это значительно уменьшает поперечное сечение используемого проводника, повышая тем самым сопротивление. Это, в свою очередь, увеличивает затухание сигнала.

• Полоса пропускания уже, чем у коаксиальных кабелей.