Rodzaje kabli

Kable typu skrętka

Kabel typu skrętka (z ang. twisted-pair cable) swą nazwę zyskał z uwagi na konstrukcję skręcanych żył ze sobą. Skręcane najczęściej są pary dwóch żył, a w drugiej kolejności skręcana grupa kilku par.

Skręt przewodów stosuje się w celu wyeliminowania wpływu zakłuceń elektromagnetycznych oraz zakłuceń wzajemnych, czyli tzw. przesłuchów. Efektem skręconych żył jest również zwężone pasmo transmisyjne.

Wynalazcą tego rozwiązania jest Alexander Graham Bell.

Kabel typu skrętka ma zastosowanie w przesyle danych, najczęściej w telekomunikacji analogowej oraz cyfrowej.

Skrętka produkowana jest jako przewód wieloparowy, począwszy od jednej pary (czyli dwóch skręconych ze sobą przewodów) wzwyż.

Specyficznym rodzajem skrętki, jest tzw. skrętka komputerowa, która wykonana jest w ośmiu przewodów skręconych w cztery pary. Skętka komputerowa wykorzystywana jest przede wszytkim do budowy sieci komputerowych i przesyłu danych cyfrowych.

Kable tego typu zostały sklasyfikowane i podzielone na kategorie. Stowarzyszenie Przemysłu Telekomunikacyjnego (skrót TIA) oraz Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) to instytucje zajmuące się standaryzacją.

Standard EIA/TIA oraz norma EN50173 definiują grupy kabli z podziałem na przydatność oraz pasma transmisyjne.

skrętka kabli

Kategorie skrętki wg europejskiej normy EN 50173

  • klasa A – realizacja usług telefonicznych z pasmem częstotliwości do 100 kHz. W praktyce jest to tradycyjny kabel telefoniczny (skręcany), który nie nadaje się do transmisji danych cyfrowych.
  • klasa B – okablowanie dla aplikacji głosowych i usług terminalowych z pasmem częstotliwości do 1 MHz. Najczęściej jest to kabel typu skrętka z dwoma parami przewodów.
  • klasa C (kategoria 3) – obejmuje typowe techniki sieci LAN wykorzystujące pasmo częstotliwości do 10 MHz. Pierwsza skrętka komputerowa 4-parowa, wykorzystywana w sieciach Token Ring oraz Ethernet 10BaseT.
  • klasa C (kategoria 4) – dla sieci typu Token Ring z szybkością do 16MHz.
  • klasa D (kategoria 5) – dla szybkich sieci lokalnych, obejmuje aplikacje wykorzystujące pasmo częstotliwości do 100 MHz;
  • klasa E (kategoria 6) – rozszerzenie ISO/IEC 11801/TlA wprowadzone w 1999, obejmuje okablowanie, którego wymagania pasma są do częstotliwości 250 MHz (przepustowość rzędu 200 Mb/s). Przewiduje ono implementację Gigabit Ethernetu (4x 250 MHz = 1 GHz) i transmisji ATM 622 Mb/s;
  • klasa EA (kategoria 6A) – wprowadzona wraz z klasą FA przez ISO/IEC 11801 2002:2 Poprawka 1. Obejmuje pasmo do częstotliwości 500 MHz;
  • klasa F (kategoria 7) – opisana w ISO/IEC 11801 2002:2. Możliwa jest realizacja aplikacji wykorzystujących pasmo do 600 MHz. Różni się ona od poprzednich klas stosowaniem kabli typu S/FTP (każda para w ekranie plus ekran obejmujący cztery pary) łączonych ekranowanymi złączami. Dla tej klasy okablowania jest możliwa realizacja systemów transmisji danych z prędkościami przekraczającymi 1 Gb/s;
  • klasa FA (kategoria 7A) – wprowadzona przez ISO/IEC 11801 2002:2 Poprawka 1. Obejmuje pasmo do częstotliwości 1000 MHz.

Elektryczne parametry skrętki

  • Impedancja falowa  
    • Tłumienie — stosunek napięcia wyjściowego do napięcia wejściowego sygnału transmitowanego w przewodzie, wyrażane w decybelach na jednostkę długości;
    • Propagacja sygnału (ang. NVP (Nominal Velocity of Propagation)) prędkość propagacji impulsu elektrycznego podawana jako ułamek dziesiętny lub wartość procentowa, pozwala na określenie prędkości impulsu w stosunku do prędkości światła (c = 300 000 km/s). Na przykład NVP = 74% oznacza, że prędkość impulsu w kablu Vf wynosi 0,74c (Vf = 222 000 km/s). W tym przypadku impuls elektryczny będzie potrzebował około 4,5 ns na przebycie 1 m;
  • Rezystancja stałoprądowa

 Rodzaje skrętki

Skrętkę komputerową dzieli się również ze względu na rodzaj ekranowania. Wyróżnia się skrętkę nieekranowaną (U/UTP), ekranowaną folią (posiadającą dodatkowe płaszcze z folii – oznaczana jako: F/UTP i U/FTP) oraz ekranowaną metalową siatką (SF/UTP, S/FTP i SF/FTP).

Norma ISO/IEC 11801:2002 opisuje sposób oznaczania kabli. Norma mówi, że kable powinny posiadać opis w składni xx/yyTP, gdzie yy-opisuje pojedynczą parę kabla (np. UTP – para nieekranowana), a oznaczenie xx odnosi się do całości kabla.

Przyjmowane przez xx i yy oznaczenia to:

  • U – nieekranowane (ang. unshielded)
  • F – ekranowane folią (ang. foiled)
  • S – ekranowane siatką (ang. shielded)
  • SF – ekranowane folią i siatką

Spotykane konstrukcje kabli:

  • U/UTP (dawniej UTP) – skrętka nieekranowana
  • F/UTP (dawniej FTP) – skrętka foliowana
  • U/FTP – skrętka z każdą parą w osobnym ekranie z folii.
  • F/FTP – skrętka z każdą parą w osobnym ekranie z folii dodatkowo w ekranie z folii
  • SF/UTP (dawniej STP) – skrętka ekranowana folią i siatką
  • S/FTP (dawniej SFTP) – skrętka z każdą parą foliowaną dodatkowo w ekranie z siatki
  • SF/FTP (dawniej S-STP) – skrętka z każdą parą foliowaną dodatkowo w ekranie z folii i siatki

Złącza wtykowe jako zakończenie skrętki komputerowej

  • RJ-45 – typ złącza stosowany do podłączania modemów. Wtyczka jest podobna do 8P8C, ale jest wyposażona w dodatkową wypustkę, uniemożliwiającą włożenie jej do zwykłego gniazda. Wykorzystywane są piny 4. i 5. – podłączenie linii oraz 7. i 8. – rezystor umieszczony w gnieździe, sterujący mocą modemu. Występuje w dwóch wersjach RJ 45S – pojedyncze gniazdo i RJ45M – do ośmiu gniazd. Unormowane w Title 47 CFR 68 subpart F, jednak w 2001 odpowiedzialność za ten fragment została przeniesiona na organizację Administrative Council for Terminal Attachments (ACTA) i cała część F została z CFR wykreślona.
  • 8P8C (ang. 8 Position 8 Contact; bardzo popularnie ale błędnie nazywane RJ-45) – rodzaj ośmiostykowego złącza (gniazdo i wtyk) używanego najczęściej do zakończenia przewodów elektrycznych. Wykorzystywane w różnego rodzaju sprzęcie telekomunikacyjnym i komputerowym. Najbardziej rozpowszechnione jako podstawowe złącze do budowy przewodowych sieci komputerowych w standardzie Ethernet. 8P8C oznacza złącze o ośmiu miejscach na styki i ośmiu stykach.

Kable krosowe (patch cord)

Złącza wtykowe mogą być łączone z kablami według różnych sekwencji, w zależności od zastosowania.

Przewód używający złączy 8P8C spotyka się często przy budowie sieci Ethernet w trzech wersjach – normalnej (ang. straight-through), skrosowanej (crossover) oraz odwróconej (rollover). Wersja standardowa służy do łączenia urządzenia końcowego (np. komputera, drukarki, itp.) z koncentratorem bądź przełącznikiem. Wersja skrosowana służy do łączenia komputerów bez pośrednictwa koncentratora, bądź do łączenia koncentratorów. Wersja odwrócona służy między innymi do podłączania urządzeń sieciowych jak przełączniki, routery niektórych producentów, np. firmy Cisco, do komputera przez łącze konsolowe – łączy wówczas interfejsy szeregowe i służy do konfiguracji urządzeń.

Istnieje też wersja wtyku podwójnie skrosowana występująca przykładowo w gotowym kablu o oznaczeniu YFC UTP CAT.5E PATCH IS0/IEC 11801 & EN 50288 $ TIA /EIA 568B.2 3P VERIFIED FOR GIGABIT ETHERNET 24AWGx4P TYPE CM (UL) C(UL) CMH E164469-F3. W tym wtyku również pary przewodów 1 i 4 są skrosowane. Drugi wtyk w tym kablu jest standardowy. W linku zewnętrznym nr 1 są podane specyfikacje kabli podwójnie skrosowanych TIA/EIA 568A Crossed Wiring i TIA/EIA 568B Crossed Wiring.

W wersji normalnej końcówki muszą być wykonane symetrycznie – tzn. te same kolory przewodów na pinach o tych samych numerach. W skrosowanej wersji kabla jedna końcówka powinna być wykonana normalnie, a druga z zamienionymi niektórymi sygnałami (według schematu “skrosowany”).

Do wykonania przewodu stosuje się urządzenia mechaniczne nazywane popularnie zaciskarką.