CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии - Владо Дамьяновски

Рис. 11.8. Локальная сеть Ethernet на коаксиальном кабеле

EIA/TIA определяют следующие пять категорий кабеля витой пары:

— Категория 1 — традиционный телефонный кабель

— Категория 2 — кабель, сертифицированный для передачи данных со скоростью до 4 Мбит/с

— Категория 3 — симметричный кабель с волновым сопротивлением 100 Ом и рабочим диапазоном частот до 16 МГц. Данный кабель используется в сетях стандарта 10BaseT и 100BaseT4. Кабель категории 3 наиболее часто встречается в имеющихся схемах учрежденческой кабельной разводки и обычно является четырехпарным.

— Категория 4 — симметричный кабель с волновым сопротивлением 100 Ом и рабочим диапазоном частот до 20 МГц. Данный кабель используется в сетях стандарта 10BaseT и 100BaseT4. Состоит обычно из четырех пар проводов. Эта марка неэкранированной витой пары не является распространенной.

— Категория 5 — симметричный кабель с волновым сопротивлением 100 Ом и рабочим диапазоном частот до 100 МГц. Данный кабель используется в сетях стандарта 10BaseT, 100BaseT4 и 100BaseTX.

Кабели категории 5 для сетей 10/100 Ethernet состоят из 8 проводов, 4 из которых используются для передачи сигналов данных. Остальные провода скручены вокруг этих информационных шин в целях обеспечения электрической стабильности и сопротивления электромагнитным помехам.

Кабельный разъем известен под названием RJ-45 и внешне напоминает большой разъем телефонной линии.

Рис. 11.9. Разъем RJ-45

Электрические сигналы распространяются по кабелю очень быстро (обычно 65 % скорости света), однако, в отношении цифровых сигналов, как и в случае с аналоговыми, применяются те же законы электричества — по мере распространения сигналы ослабляются и находятся под влиянием внешних электромагнитных помех. Воздействие перепадов напряжения в сочетании с индуктивностью проводов и их емкостного сопротивления для высокочастотных сигналов (высокая скорость передачи битов) и внешние электромагнитные помехи накладывают физические ограничения на дистанцию, на которую определенный кабель может передавать данные, до того как они дойдут до повторителя (коммутатора или маршрутизатора). Сетевой кабель должен быть достаточно коротким для того, чтобы устройства на его противоположных концах могли четко получать сигналы друг от друга с минимальной задержкой. Это накладывает ограничение на максимальное расстояние между двумя устройствами. Называется это сетевым диаметром сети Ethernet.

Ограничения накладываются и на другую передающую среду сетей Ethernet, включая беспроводную связь и оптоволоконные линии, хотя здесь минимальные расстояния отличаются от тех, которые применимы к медной проводке.

В наиболее распространенном сетевом кабеле категории 5 используются провода стандарта AWG24 с волновым сопротивлением 100 Ом, имеющие диаметр порядка 0.2 мм. Напоминаем читателям, что AWG (Американский сортамент проводов) является системой стандартизации толщины проводов. Калибр изменяется обратно пропорционально диаметру провода, который определяет величину электрического сопротивления (чем меньше номер AWG, тем больше диаметр проводника и ниже его сопротивление).

Кабель на витой паре выпускается в двух основных модификациях: одножильной и многожильной. Одножильный кабель поддерживает более протяженные трассы и наилучшим образом работает в конфигурациях с фиксированной разводкой, как, например, в офисных зданиях. С другой стороны, многожильный кабель является более гибким и лучше подходит для более коротких расстояний с подвижной кабельной проводкой, как, например, коммутационный кабель.

Одна из разновидностей кабельных систем категории 5, категория 5-е, представляет собой еще более производительный сетевой кабель. Данный стандарт был одобрен в 1999 году и официально называется ANSI/TIA/EIA 568A-5, или просто Категория 5 е (буква «е» от английского слова «enhanced» — улучшенный). Кабель категории 5е также имеет волновое сопротивление 100 Ом и отличается полной обратной совместимостью с оборудованием кабельной системы предыдущий версии (категории 5). Улучшенная производительность кабеля категории 5 е гарантирует поддержку кабелем систем, требующих дополнительной ширины полосы пропускания, таких, как сети Gigabit Ethernet или аналогового видеосигнала (если используется для передачи видеосигнала по витой паре).

Кабельные системы категории 5е предоставляют возможность модернизации с постепенным наращиванием, что обеспечивает поддержку функционирования полнодуплексных сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Основную разницу между категорией 5 и 5е можно найти в спецификациях, из которых видно, что требования к производительности были повышены только в незначительной степени.

В то время как компоненты кабельных систем категории 5 могут в какой-то степени функционировать в сетях Gigabit Ethernet (на коротких расстояниях), то в сценариях с высокой скоростью передачи данных они работают плохо. Кабели категории 5е лучше работают с оборудованием, рассчитанным на гигабитные скорости обмена данными. Поэтому с коммутатором на 100 Мбит/с лучше использовать кабель категории 5е вместо кабеля категории 5.

Следующий уровень в кабельной иерархии занимает категория 6 (стандарт ANSI/IA/EIA-568-B.2–1), одобренная Ассоциацией электронной промышленности и Ассоциацией телекоммуника ционной промышленности США (EIA/TIA) в июне 2002 года.

Категория 6 обеспечивает более высокую производительность, чем категория 5е, и отличается более жесткой спецификацией относительно перекрестных и системных помех.

Рис. 11.10. Типовая схема штыревого контакта разъема RJ-45 согласно стандарту EIA Т-568 (вид со стороны контактов)

Категория 6 также имеет волновое сопротивление 100 Ом, но требует большей степени точности при изготовлении по сравнению с Категорией 5. Аналогичным образом, соединители категории 6 нуждаются в более сбалансированном схемном решении. Категория 6 обеспечивает более высокую производительность, чем категория 5е, и имеет более жесткую спецификацию в отношении перекрестных и системных помех.

Все компоненты кабельных систем категории 6 обратно совместимы с предыдущими версиями категорий 5е, 5 и 3.

Качество передачи данных зависит от производительности компонентов канала. Таким образом, для передачи в соответствии со спецификациями категории 6 все соединители, коммутационные шнуры, коммутационные панели, кроссы и кабельная разводка должны удовлетворять требованиям стандартов категории 6.

Канал передачи данных по существу включает в себя все, начиная с настенной пластины и заканчивая коммутационным шкафом. Испытания для определения рабочих характеристик компонентов кабельных систем категории 6 проводятся как отдельно по каждому элементу, так и в целом. Кроме того, согласно требованиям стандарта должна обеспечиваться универсальность так, чтобы в канале связи можно было использовать компоненты категории 6 любого изготовителя. Согласно требованиям передачи данных по каналу категории 6 величина отношения затухания сигнала к уровню суммарных двунаправленных наводок (PS-ACR) должна быть больше нуля или равной нулю при частоте 200 МГц.

Кроме этого, все компоненты кабеля категории 6 должны быть обратно совместимы с предыдущими версиями — категориями 5е, 5 и 3.

Если с компонентами категории 6 используются компоненты другой категории, то канал будет работать с производительностью передачи данных более низкой категории. Например, если кабель категории 6 используется с соединителями категории 5 е, то канал будет функционировать с производительностью категории 5е.

Кабели категории 6 состоят из четырех пар медного провода и, в отличие от категории 5, все четыре пары используются; скорость передачи данных, которую поддерживает данная категория, более чем в два раза превышает скорость категории 5е. Как и в случае со всеми другими типами кабелей на витой паре стандарта EIA/TIA, длина трассы кабеля категории 6 ограничивается максимальным рекомендованным расстоянием 100 м.

Благодаря улучшенной производительности и высокой степени устойчивости от внешних помех, системы, работающие на базе кабеля категории 6, будут производить меньшее количество ошибок по сравнению с текущими приложениями, работающими на базе категории 5е.

Это означает меньшее количество повторных передач утерянных или поврежденных пакетов данных при определенных условиях, что, в свою очередь, повышает надежность.

Самым «быстрым» медным кабелем стандарта ЕIА/TIА в настоящее время является кабель категории 7, предназначенный для сетей с гигабитными скоростями обмена данными. Данная категория пока что находится на стадии разработки.