Основные электромагнитные характеристики кабельных систем
Основными электрическими характеристиками, влияющими на работу кабеля, являются: затухание, импеданс (волновое сопротивление), перекрестные наводки двух витых пар и уровень внешнего электромагнитного излучения.
- Перекрестные наводки между витыми парами или NearEndCrosstalk (NEXT) - представляют собой результат интерференции электромагнитных сигналов, возникающих в двух витых парах. Один из кабелей витой пары является передающим, а второй - приемным. При прохождении сигнала по одному из кабелей, например передающему, в приемном кабеле возникают перекрестные наводки. Величина NEXT зависит от частоты передаваемого сигнала - чем выше величина NEXT, тем лучше (для категории 5 NEXT должен быть не менее 27 Дб при частоте 100 Мгц, для кабеля категории 3 на частоте 10 МГц NEXT должен быть не менее 26 Дб).
- Затухание (Attenuation) - представляет собой потерю амплитуды электрического сигнала при его распространении по кабелю. Затухание имеет два основных источника: электрические характеристики кабеля и поверхностный эффект. Последний объясняет зависимость затухания от частоты. Затухание измеряется в децибелах на метр. Для кабеля категории 5 при частоте 100 Мгц затухание не должно превышать 23.6 Дб на 100 м, а для кабеля категории 3, применяемого по стандарту IEEE 802.3 10BASE-T, допустимая величина затухания на сегменте длиной 100 м не должна превышать 11,5 Дб при частоте переменного тока 10 МГц.
- Импеданс (волновое сопротивление) - это полное (активное и реактивное) сопротивление в электрической цепи. Импеданс измеряется в омах и является относительно постоянной величиной для кабельных систем. Для неэкранированной витой пары наиболее часто используемые значения импеданса - 100 и 120 Ом. Характерные значения импеданса для сетей стандарта Ethernet на коаксиальном кабеле составляют 50 Ом, а для сетей стандарта Arcnet - 93 Ом. Резкие изменения импеданса по длине кабеля могут вызвать процессы внутреннего отражения, приводящие к возникновению стоячих волн. Рабочая станция, подключенная к кабелю вблизи узла стоячей волны, не сможет получать адресованные ей сообщения.
- Активное сопротивление - это сопротивление постоянному току в электрической цепи.
В отличие от импеданса активное сопротивление не зависит от частоты и возрастает с увеличением длины кабеля. Для неэкранированной витой пары категории 5 активное сопротивление не должно превышать 9.4 Ом на 100 м. - Емкость - это свойство металлических проводников накапливать энергию. Два электрических проводника в кабеле, разделенные диэлектриком, представляют собой конденсатор, способный накапливать заряд. Емкость является нежелательной величиной, поэтому ее следует делать как можно меньше. Высокое значение емкости в кабеле приводит к искажению сигнала и ограничивает полосу пропускания линии. Для кабельных систем категории 5 значение емкости не должно превышать 5.6нФ на 100 м.
- Уровень внешнего электромагнитного излучения, или электрический шум- это нежелательное переменное напряжение в проводнике. Электрический шум бывает двух типов: фоновый и импульсный. Электрический шум можно также разделить на низко-, средне- и высокочастотный. Источниками фонового электрического шума являются в диапазоне до 150 КГц линии электропередачи, телефоны и лампы дневного света; в диапазоне от 150 КГц до 20 Мгц компьютеры, принтеры, ксероксы; в диапазоне от 20 Мгц до 1 ГГц - телевизионные и радиопередатчики, микроволновые печи. Основными источниками импульсного электрического шума являются моторы, переключатели и сварочные агрегаты. Электрический шум измеряется в мВ. Кабельные системы на витой паре не сильно подвержены влиянию электрического шума (в отличие от влияния NEXT).
