Усучена парица

Усучена парица, често и бакарна парица — вид ожичување каде два проводници кои образуваат едно електрично коло, се меѓусебно усучени за да се намали електромагнетната интерференција (EMI) од надворешните извори; на пример, електромагнетно зрачење од незаштитени телефонски кабли (UTP), и преслушување помеѓу соседни кабли. Усучената парица е пронајдок на Александар Грејам Бел.
1 Објаснување
Во операции со балансиран пар, двете жици носат исти и спротивни сигнали и одредиштето ја детектира разликата помеѓу овие две жици. Ова е познато како диференцијален облик на трансмисија. Изворите на звук воведуваат сигнали во жиците со соединување на електрични или магнетни полиња и притоа се стремат кон еднакво соеднинување во двете жици. На овој начин звукот произведува општо познат сигнал, кој се предава на примачот при појава на карактеристичниот сигнал. Овој метод не функционира кога изворот на звукот е близу до сигналните жици; поблиска жица би се соединила со звукот по цврсто, што вообичаеното отфрлање на примачот не би успеал да го отстрани. Овој проблем е особено очигледен во телекомуникациските кабли каде парови од ист кабел се еден до друг на големи растојанија. Еден пар може да предизвика преслушување на друг и тоа претставува додаток на должината на кабелот. Испреплетувањето на паровите го гледа овој ефект како на секој пола свијок, жицата поблиску до изворот на звукот да се менува. Обезбедувањето со интерферентен извор останува непроменето, или пак скоро непроменето, односно на растојание од еден свијок, предизвиканиот звук е вообичаен. Диференцијалното сигнализирање исто така ја намалува електромагнетно зрачење на кабелот, заедно со придруженото ослабување, дозволувајќи големо растојание помеѓу размените.
Ратата на испреплетување (наречена уште и степен на испреплетување, која најчесто се мери со број на свијоци во еден метар) претставува дел од спецификацијата за даден тип на кабел. Онаму каде блиските кабли имаат иста рата на испреплетување, ист проводник на различни парови може повеќепати да лежи веднаш едно до друго, делумно поништувајќи ја користа од диференцијалниот облик. Поради оваа причина најчесто се спицифицира, барем за каблите кои содржат мал број на парови, ратата на испреплетување да мора да се разликува.
За разлика од FTP(телефонски кабел со фолија) и STP(заштитен телефонски кабел), UTP(незаштитен телефонски кабел) не е опкружен со никаква заштита. Тој е основен тип на жица за телефонска употреба и често се употребува кај компјутерските мрежи, особено како продолжен кабел или за привремени мрежни врски поради големата флексибилност на каблите.
2 Историја
Порано телефоните користеле телеграфска линија, или кола со отворена жица со единечна-жица за враќање на земјата. Во 1880те електричните трамваи беа поставени во многу градови, што придонесе до зголемување на звукот во тие кругови. Судската парница, која не беше од корист, ги претвори телефонските компании во балансирани кругови, кои имаа идентична корист од намалување на ослабувањето, па оттука дојде и до зголемување на рангот.
Како што дистрибуцијата на електричната енергија станува се по вообичаена, ова мерило се покажа незадоволително. Две жици, поставени на едната страна на вкрстувачките плочки на услужната бандера, го делат патот со електричниот вод. Во рок од неколку години, сè поголемото користење на струјата повторно придонесе за зголемување на интерференцијата, па инженерите измислија метода наречена жичена транспозиција, за да се отстрани интерференцијата. Во жичената интерференција, жиците прават замена на своите местоположби, по еднаш на неколку дрва(бандери). На овој начин двете жици би примале сличнa EMI од електричниот вод. Ова всушност претставува рана имплементација на испреплетувањето, со рата на испреплетување од околу 4 свијока на еден километар, или шест на една милја. Вакви отворено жичени балансирани линии со периодична транспозиција, денес сè уште преживуваат во некои рурални средини.
Телефонскиот кабел е пронајден од Александар Грејам Бел во 1881 година. До 1991, целата телефонска мрежа во Америка беше или телефонски кабел или отворена жица со транспозиција поради заштита од интерференција. Денеска, поголемиот дел од милионите километри на телефонски кабел во светот се надворешни земјени врски, кои ги поседуваат телефонските компании, кои се користат за гласовни сервиси, a кои се единствено управувани или пак дури и видени од телефонските работници.
3 Незаштитен телефонски кабел (Unshielded twisted pair-UTP)
UTP каблите се пронајдени кај многу Етернет мрежи и телефонски системи. За внатрешни телефонски апликации, UTP најчесто е групиран во множество од 25 парови според стандардот законик според боите на 25-пара развиен од АТ&Т. Карактеристични подмножествa од овие бои (бела/сина, сина/бела, бела/портокалова, портокалова/бела) се појавуваат во поголемиот број на UTP кабли.
За гратски надворешни телефонски кабли кои содржат стотици илјади парови, кабелот е поделен на помали, но идентични снопови. Секој сноп се состои од телефонски кабли кои имаат различна рата на испреплетување. Сноповите се меѓусебно испреплетени и на тој начин го сочинуваат кабелот. Паровите кои имаат иста рата на испреплетување сè уште можат да искусат одреден степен на преслушување. Жичените парови се бираат многу внимателно за да се постигне минимално преслушување во големиот кабел.
UTP кабелот е исто така најчесто употребуваниот кабел во компјутерските мрежи. Модерниот Етернет, општопознатиот податочен мрежен стандард, користи UTP кабли. Телефонските кабли најчесто се користат кај податочни мрежи за врски со кратка или средна должина поради нивната релативно мала цена во споредба со оптичките влакна или коаксијалниот кабел.
UTP исто така, сè повеќе се употребува и кај видео апликации, а најмногу кај безбедносни камери. Голем број на просечни и луксузни камери вклучуваат UTP со setscrew терминали. Ова е возможно поради фактот дека пропусниот опсег на UTP кабелот го има значително подобрено baseband-от на телевизиските сигнали. Додека видео рекордерите сè уште имаат небалансирани BNC поврзувачи за стандарден коаксијален кабел, се користи балун кој прави претворање на 100-омови балансиран UTP во 75-оми небалансиран. Балунот исто така може да биде искористен кај камерите кои немаат UTP излез. Само еден пар е неопходен за секој видео сигнал.
4 Кабелска заштита
Телефонските кабли најчесто се заштитени со цел да се спречи електромагнетната интерференција. Бидејќи заштитата е направена од метал, таа може да послужи и како основа. Сепак, најчесто заштитата или заштитениот телефонски кабел има додадено специјална жица за основата наречена одводна жица. Заштитата може да биде поставена на поединечни парови, или на колекција од парови. Кога таа се поставува на колекција од парови, се однесува како покривка. Оваа заштита мора да биде поставена на одредена основа, за да функционира.
; Заштитен телефонски кабел (Shilded twisted pair-STP или STP-A) : STP каблите вклучуваат метална заштита врз секој поединечен пар од бакарни жици. Овој тип на заштита го штити кабелот од надворешна EMI. На пример 150 омски заштитен телефонски кабел одреден од IBM кабелските системски спецификации кој се користи со token ring мрежи.
; Покриен незаштитен телефонски кабел (S/UTP) : Познат и како телефонски кабел со фолија (FTP), тој претставува покриен UTP кабел (ScUTP).
; Покриен заштитен телефонски кабел (S/STP или S/FTP) : S/STP кабелот, познат и како Покриен целосно заштитен телефонски кабел (S/FTP), е и поединечно заштитен (како STP кабелот) и исто така има надворешна метална заштита која ја покрива целата група на заштитени бакарни парови (како S/UTP). Овој тип на кабел ја нуди најдобрата заштита од интерференција предизвикана од надворешни извори, а исто така го елеминира и туѓото преслушување.
Забележете дека различни автори и трговци користат различна терминологија (на пример, STP понекогаш го користат за означување на двете STP-A, S/STP, и S/UTP).
Споредба на некои стари и нови кратенки, според ISO/IEC 11801:
Старо име, Ново име, кабелско прикажување, заштита на парови
UTP, U/UTP, нема, нема
FTP, F/UTP, фолија, нема
STP, U/FTP, нема, фолија
S-FTP, SF/UTP, фолија, испреплетување, нема
S-STP, S/FTP, испреплетување, фолија
Кодот пред цртата ја одредува заштитата на самиот кабел, додека пак кодот после цртата ја одредува заштитата на поединечните парови:
:U = незаштитен
:F = заштитен со фолија
:S = заштитен со испреплетување
5 Најопшти категории на кабел
Категорија, Пропусен опсег, Апликации, Белешки
Cat1, 0.4 MHz, Телефонски и модемски жици, Не е опишан во EIA/TIA препораките. Несоодветен за модерните системи.
Cat2, ? MHz, Постари терминални системи, пр. IBM 3270, Не е опишан во EIA/TIA препораките. Несоодветен за модерните системи.
Cat3, 16 MHz, 10BASE-T and 100BASE-T4 Етернет, Опишан во EIA/TIA-568. Несоодветен за брзини поголеми од 16 Mbit/s.
Cat4, 20 MHz, 16 Mbit/s Token Ring
Cat5, 100 MHz, 100BASE-TX & 1000BASE-T Етернет
Cat5e, 100 MHz, 100BASE-TX & 1000BASE-T Етернет, Подобрен Cat5. Практично ист како Cat5, но со подобри стандарди за тестирање па Gigabit Етернет работи надежно.
Cat6, 250 MHz, 1000BASE-T Етернет, Најчесто инсталиран кабел во Финска според 2002 стандардот. SFS-EN 50173-1
Cat6e, 250 MHz (500 MHz според некои извори), 10GBASE-T (во развој) Етернет, Не е стандард; сопствен натпис на производителот на кабелот.
Cat6a, 500 MHz, 10GBASE-T (во развој) Етернет, Стандардот е во развој (ISO/IEC 11801:2002 Амандман 2).
Cat7, 600 MHz, Сè уште нема апликации., Четири парa, U/FTP (заштитени парa). Стандардот е во развој.
Cat7a, 1200 MHz, Телефон, CATV, 1000BASE-T во истиот кабел., Четири пара, S/FTP (заштитени пара, кабел со прикажување-испреплетување). Стандардот е во развој.
Cat8, 1200 MHz, Во развој, сè уште нема апликации., Четири пара, S/FTP (заштитени пара, кабел со прикажување-испреплетување). Стандардот е во развој.
6 Кабел со цврсто јадро наспроти блокирачки кабел
Кабелот со цврто јадро е наменет за користење кај инсталирани постојани движења. Тој е помалку флексибилен од блокирачкиот кабел и е по склон кон неуспех ако постојано се витка. Блокирачкиот кабел се користи за fly leads кај парче од панел-плоча и за врски кои се протегаат од портите на самиот ѕид до крајните уреди, со што не допушта пукање на спроводникот. Блокирачкото јадро е најчесто по скапо од цврстото јадро.
Конекторите за цвртото јадро треба да се различно дизајнирани од оние за блокирачкото јадро. Користење на конектор со погрешен тип на кабел може да доведе до несигурно поврзување. Приклучоците кои се дизајнирани за цврсти и блокирачки јадра се подготвено достапни и дури некои трговци ги нудат приклучоците кои се дизајнирани и за двата типа на кабли.
7 Производство
;Смалување на бакарна прачка: Првиот чекор кај производството на каблите со низок напон претставува смалување на бакарната прачка. Бакараот се праќа во фабрика во 5000 намотувања. Овие бакарани спирали постојано се навлекуваат низ дијамантските коцки кои значително го намалуваат пречникот на бакарот до 10 или 12 мерки. Во овој процес се користи подмачкување за да го намали триењето и затоплувањето на бакарниот кабел. Кога сето ова ќе заврши, бакарот вертикално се извиткува во таканаречени пакети од стебла. Овие пакети од стебла понатаму се пренесуваат до друга операција за навлекување која ја намалува големината на бакарот. Во оваа фаза, бакарот се полни и со електрична енергија. Ова го кали бакарот, што всушност претставува процес на омекнување. Откога ќе се омекне и олади, тој поминува низ ласерски мерен систем, за да се потврди дека е во рамките на спецификациите на производството.
;Процес на бакарна изолација: Процесот на бакарна изолација е постојано надгледуван и контролиран до +/- "0001". Откога бакарот ќе се изолира, поминува низ корито со вода за ладење, овозможувајќи и на обвивката на жицата да се стврдне соодветно.
;Извиткување на бакарот: Извиткувањето помага во намалување на преслушувањето помеѓу поединечните парови жици. Некои Cat6 им дозволуваат на каблите да вклучат сепаратор помеѓу жиците, за понатаму да се намали преслушувањето и да се зголемат перформансите. Извиткувањето на бакарот се постигнува со извршување на секоја поединечна жица низ повеќе предни заштитни обвивки. Ова помага во контролата на позиционирањето на паровите. Откога бакарот ќе се извитка, се нарекува ''кабелска единица''.
;Обложување: Кабелската единица потоа поминува низ процесот на обложување. Овој чекор варира, во зависност од типот на кабелот кој се произведува. OSP кабелот најчесто користи полиетилен или UV поливинил хлорид (PVC). Кај Cat3, Cat5e и Cat6 каблите, различни степени на PVC се користат, во зависност од побарувањата за нивото на безбедност од пожар. Овој чекор започнува со избивање на растопен метал под висок притисок и обликување околу движечкото јадро на кабелот. Заштитата, обвиткувањето и вода-блокирачкото соединение можат да се додадат во овој чекор. Каблите кои побаруваат двојна обвивка ќе треба да го повторат овој процес. Откога сево ова ќе се комплетира, кабелот поминува низ долго ладење, а потоа и низ ласерски микрометар за да се потврди крајниот пречник.
;Печатење: Печатењето се прави веднаш пред финалното пакување на кабелот. Кај OSP кабелот, се користи процесот на печатење на топла фолија, кој дозволува вовлечено печатење кај кабелското обложување. Кај просторните кабли, се користи ink jet печатач со висока брзина. Некои произведувачи на кабли оставаат растојание во печатењето од 1000-0 стапки или од 305-0 метри, со што се олеснува одредувањето за тоа колкав дел од кабелот е оставен во кутијата. Други произведувачи користат шесто цифрено оддалечен знак, правејќи го процесот малку по тежок.
;Ладење: Комплетираниот кабел потоа се калеми или лади. Процесот на ладење побарува многу прецизна контрола за да се осигура дека кабелот нема да се заплетка кога ќе се вади од неговата кутија.
;Финално тестирање: Откога кабелот е испечатен и оладен, тој поминува низ последните тестирања. Производителот го тестира кабелот со голем број на механички и електрични спецификации за перформансите. Откога ќе се заврши со тестирањето, кабелот е подготвен за испорака.
8 Предности
* Тој е тенок, флексибилен кабел, лесен за поставување помеѓу ѕидови.
* Повеќе жици можат да се постават низ еден ист жичен канал.
* UTP кабелот чини помалку на метар/стапка од било кој друг тип на LAN кабел.
9 Недостатоци
* Чувствителноста, на телефонскиот кабел, на електромагнетната интерференција најмногу зависи од шемата на испреплетување на паровите (најчесто патентирана од произведувачите) која останува неоштетена за време на инсталацијата. Како резултат, телефонскиот кабел најчесто има строги побарувања за максималнот притисок на развлекување како и за минималниот полупречник на свијокот. Оваа релативна трошливост на телефонскиот кабел ги прави вежбите за инсталација важен дел од обезбедувањето на кабелските перформанси.
* Кај видео апликации кои праќаат информации преку многукратни паралелни сигнални жици, телефонскиот кабел може да воведе сигнално задоцнување познато како искривување. Искривувањето настанува бидејќи телефонските кабли во рамките на еден кабел имаат различен број на свијоци на еден метар за да се спречи вообичаеното преслушување помеѓу парови со идентичен број на свијоци. Искривувањето може да се надомести со варирање на должината на паровите во завршната кутија, за да се воведат жици на доцнење кои ќе го отстранат застојот помеѓу пократките и подолгите парови, иако потребните прецизни должини е тешко да се пресметаат и променат во согласност со целокупната должина на кабелот.
10 Мали варијации на телефонскиот кабел
* Наполнет телефонски кабел: Телефонски кабел во кој е намерно додадена индуктивност, што претставува обичај за телекомуникациските жици, освен за оние кои имаат честоти повисоки од честотата на слушање кај луѓето. Додадените индуктори се познати како додадени намотки и намалена дисторзија.
* Ненаполнет телефонски кабел: Телефонски кабел кој нема додадени намотки.
* Поврзан телефонски кабел: Варијанта на телефонски кабел каде паровите се поединечно поврзани за да ја зголемат робусноста на кабелот. Пронајден од Белден, според него ова значи дека електричните спецификации на кабелот се одржуваат и покрај грубото ракување со него.
* Испреплетен лента-кабел: Варијанта на стандарден лента-кабел каде соседните парови на проводниците се поврзани и испреплетени заедно. Потоа телефонските кабли се површно поврзани еден со друг во форма на лента. Периодично во должина на лентата има мали предели каде нема испреплетување за да се овозможат врски и pcb заглавјата да бидат завршени користејќи вообичаена IDC техника за лента-кабелот.
11 Поврзано
* Урамнотежена линија
* Кабел од 5-та категорија
* Етернет преку испреплетен пар
* TIA/EIA-568-B