Кабелі на основі екранованої кручений пари

Екранована кручена пари STP добре захищає сигнали від зовнішніх завад, а також менше випромінює електромагнітних коливань назовні, що захищає, у свою чергу, користувачів мереж від шкідливого для здоров’я випромінювання. Наявність екрана, що заземлюється, підвищує вартість кабеля та ускладнює його прокладку, оскільки вимагає виконання якісного заземлення. Екранований кабель застосовується тільки для передачі даних, а голос по ньому не передають [1, 4].

Основним стандартом, що визначає параметри екранованої скрученої пари є стандарт IBM. У цьому стандарті кабелі поділяються не на категорії, а на типи: Type 1, Type 2, ... , Type 9.

Основним типом екранованого кабелю є кабель Type 1 стандарту IBM. Він складається з 2-х пар скручених проводів, екранованих провідною опліткою, яка заземляється. Електричні параметри кабелю Type 1 приблизно відповідають параметрам кабелю UTP категорії 5. Однак хвильовий опір кабелю Type 1 дорівнює 150 Ом (UTP категорії 5 має хвильовий опір 100 Ом), тому простого „поліпшення” кабельної проводки мережі шляхом заміни неекранованої пари UTP на STP Type 1 неможливо. Трансивери, розраховані на роботу з кабелем, що має хвильовий опір 100 Ом, будуть погано працювати на хвильовому опорі 150 Ом. Тому при використанні STP Type 1 необхідні відповідні трансивери. Такі трансивери є у мережевих адаптерах Token Ring, оскільки що ці мережі розроблялись для роботи на екранованій скрученій парі. Деякі інші стандарти також підтримують кабель STP Type 1  наприклад, l00VG-AnyLAN та Fast Ethernet (хоча основним типом кабелю для Fast Ethernet є UTP категорії 5). У випадку якщо технологія може використовувати UTP і STP, потрібно дізнатись, на який тип кабелю розраховані трансивери. Сьогодні кабель STP Type 1 включений у стандарти EIA/TIA-568A, ISO 11801 і EN50173, тобто придбав міжнародний статус.

Екрановані скручені пари використовуються також у кабелі IBM Type 2, що представляє кабель Type 1 з додатковими двома парами неекранованого проводу для передачі голосу.

Для приєднання екранованих кабелів до обладнання використовуються роз’єми конструкції IBM.

Не всі типи кабелів стандарту IBM відносяться до екранованих кабелів  деякі визначають характеристики неекранованого телефонного кабелю (Type 3) і опто-волоконного кабеля (Type 5).

Волоконно-оптичні кабелі

Волоконно-оптичні кабелі складаються з центрального провідника світла (серцевини) ­– скляного волокна, оточеного іншим шаром скла (оболонкою), що володіє меншим показником переломлення, чим серцевина. Розповсюджуючись по серцевині, промені світла не виходять за її межі, відбиваючись шару оболонки, що її покриває. В залежності від розподілу показника переломлення і від величини діаметра серцевини розрізняють [1, 4, 17]:

• багатомодові волокно зі ступінчатою зміною показника переломлення (рис. 4.2 а);

• багатомодові волокно з плавною зміною показника переломлення (рис. 4.2 б);

• одномодове волокно (рис. 4.2 в) .

Рисунок 4.2 – Розповсюдження світла в оптичних кабелях

Поняття “мода” описує режим поширення світлових променів у внутрішній серцевині кабелю. В одномодовому кабелі (Single Mode Fiber, SMF) використовується центральний провідник дуже малого діаметра, порівняного з довжиною хвилі світла – від 5 до 10 мкм. При цьому практично всі промені світла розповсюджуються уздовж оптичної осі світловода, не відбиваючись від зовнішнього провідника. Смуга пропущення одномодового кабелю дуже широка – до сотень гігагерц на кілометр. Виготовлення тонких якісних волокон для одномодового кабелю представляє складний технологічний процес, що робить одномодовий кабель досить дорогим. Крім того, у волокно такого маленького діаметра досить складно направити пучок світла, не втративши при цьому значну частину його енергії.

У багатомодових кабелях (Мulti Mode Fiber, MMF) використовуються внутрішні серцевини більшого діаметру, які легше виготовити технологічно. У стандартах визначені два найвживаніши багатомодових кабелі: 62,5/125 мкм і 50/125 мкм, де 62,5 мкм та 50 мкм – це діаметр центрального провідника, а 125 мкм – діаметр зовнішнього провідника.

У багатомодових кабелях у внутрішньому провіднику одночасно є кілька світлових променів, що відбиваються від зовнішнього провідника під різними кутами. Кут відображення променя називається модою променя. У багатомодових кабелях з плавною зміною коефіцієнта переломлення режим поширення кожної моди має більш складний характер.

Багатомодові кабелі мають більш вузьку смугу пропущення - від 500 до 800 МГц/км. Звуження смуги відбувається через втрати світлової енергії при відбитті, а також внаслідок інтерференції променів різних мод.

Як джерела випромінювання світла у волоконно-оптичних кабелях застосовуються:

• світлодіоди;

• напівпровідникові лазери.

Для одномодових кабелів застосовуються тільки напівпровідникові лазери, оскільки при такому малому діаметрі оптичного волокна світловий потік, який створюється світлодіодом, неможливо без значних втрат направити у волокно. Для багатомодових кабелів використовуються дешевші світлодіодові випромінювачі.

Для передачі інформації застосовується світло з довжиною хвилі 1550 нм, 1300 нм та 850 нм. Світлодіоди можуть випромінювати світло з довжиною хвилі 850 нм і 1300 нм. Випромінювачі з довжиною хвилі 850 нм істотно дешевше, ніж випромінювачі з довжиною хвилі 1300 нм, але смуга пропускання кабелю для хвиль 850 нм дорівнюватиме 200 МГц/км замість 500 МГц/км. Лазерні випромінювачі працюють на довжинах хвиль 1300 і 1550 нм. Швидкодія сучасних лазерів дозволяє модулювати світловий потік з частотами 10 ГГц і вище. Лазерні випромінювачі створюють когерентний потік світла, за рахунок чого втрати в оптичних волокнах стають менші, ніж при використанні некогерентного потоку світлодіодів.

Використання тільки декількох довжин хвиль для передачі інформації в оптичних волокнах пов’язано з особливістю їх АЧХ. Саме для цих дискретних довжин хвиль спостерігаються яскраво виражені максимуми передачі потужності сигналу, а для інших хвиль загасання у волокнах істотно вище.

Волоконно-оптичні кабелі приєднують до обладнання роз’ємами MIC, ST і SC.

Волоконно-оптичні кабелі мають відмінні характеристики всіх типів: електромагнітними, механічними (добре гнуться, а у відповідній ізоляції володіють гарною механічною міцністю). Однак у них є один серйозний недолік ­– складність з’єднання волокон з роз’ємами і між собою при необхідності нарощування довжини кабелю. Вартість волоконно-оптичних кабелів ненабагато перевищує вартість кабелів на основі скрученої пари, однак проведення монтажних робіт з оптичним волокном обходиться набагато дорожче через трудомісткість операцій і високої вартості застосовуваного монтажного обладнання. Так, приєднання оптичного волокна до роз’єму вимагає проведення високоточної обрізки волокна в площині строго перпендикулярній осі волокна, а також виконання з’єднання шляхом складної операції склеювання, а не обтиснення, як це робиться для скрученої пари. Виконання ж неякісних з’єднань відразу різко звужує смугу пропущення волоконно-оптичних кабелів.