Схема устройства кабеля витая пара

Кроме этого, использование витой пары может позволить подавать электропитание к подключенным устройствам, например, одна пара может поддерживать загрузку видеосигнала, а другая применяться для подачи питания.

Принципы передачи данных по витой паре

Аналоговое видеонаблюдение по витой паре предусматривает, что композитный сигнал, который поступает от видеокамеры к линии передачи, выполненной с помощью витой пары.

Он является несимметричным и однополярным. Чтобы преобразовать этот сигнал для передачи, изначально осуществляется его загрузка в специальный электронный блок-преобразователь.

Он может входить как в состав камеры наблюдения, так и использоваться в качестве отдельного внешнего устройства.

С помощью этого преобразователя происходит трансформация сигнала на два симметричных, которые имеют противоположные фазы.

Схема передачи сигнала по кабелю витая пара

Именно этот сигнал и используется для передачи по витой паре. Для него характерны меньшие помехи и влияние как внутренних, так и внешних электромагнитных наводок.

На принимающей стороне подключается витая пара посредством использования оборудования, которое осуществляет обратную конвертацию дифференцированного сигнала обратно, а также усиливает его.

Таким образом к входу видеорегистратора или другого принимающего устройства поступит аналоговый сигнал, который уже отфильтрован от помех и усилен, что позволит проводить качественное видеонаблюдение.

Аналогичная процедура передачи сигнала происходит и в случае, когда используются цифровые IP камеры. В данной ситуации на выходе будет приниматься цифровой сигнал.

Усилители, приемники и передатчики сигнала

Качественная передача видеосигнала с требуемым усилением, когда используется,витая пара, возможна в случае использования целого ряда дополнительных устройств. К ним относятся усилитель, приемники и передатчики сигнала. Перечисленное оборудование может быть пассивным и активным.

Для сетей, дальность которых не превышает 500 м, и загрузка которых небольшая, используют пассивные устройства, а в случае потребности передачи сигналов по витой паре на большие расстояния, устанавливаются активные устройства, поскольку на таких расстояниях видео сигнал затухает сильнее и качество трансляции может снизиться.

В качестве примера используемых устройств для подсоединения аналоговой или цифровой видеокамеры по витой паре можно привести следующие: NV-653T, RA-CD, AL-208.

NV-653T относится к активным передатчикам видеосигнала, который владеет встроенным усилителем.

С его помощью можно подключить уличные или внешние видеокамеры, обеспечивая высокое качество передаваемого черно-белого или цветного изображения.

Передатчик видеосигнала NV-653T для кабеля витая пара

Загрузка видеосигнала с помощью этого устройства может осуществляться на расстояния до 1,5 км. Прибор владеет встроенной грозозащитой и переключателем диапазонов расстояний передачи. Может использоваться в системах CCTV как самостоятельное устройство или в паре с активными приемниками.

RA-CD представляет собой активный приемник, который может применяться в тех случаях, когда подключение и загрузка видеосигнала происходит с помощью витой пары или коаксиального кабеля.

Устройство может применяться с пассивным передатчиком при подключении видеосистем с продолжительностью кабельной трассы до 500 м или с активными передатчиками, если длина линии составляет до 1,2 км.

AL-208 является пассивным устройством, которое может выполнять двойную функцию, когда подключаются уличные или внутренние камеры. Он успешно выполняет прием и передачу видео сигнала в пределах до 350 м.

Виды используемых кабелей

Чтобы подключать внешние и уличные камеры могут использоваться различные варианты витой пары. Ниже будут рассмотрены особенности каждой из них.

UTP

Это незащищенный кабель, который не имеет экранирования, а в качестве внешней защитной оболочки используется ПВХ-пластикат.

Этот тип кабеля может использоваться для аналоговой камеры в условиях отсутствия внешних электромагнитных помех.

STP

Это кабель с хорошей электромагнитной защитой. Он владеет общим экраном, а каждая из его 4-х пар-скруток владеют еще и дополнительным экранированием.

Кабели витая пара типа UTP и STP

Дополнительная общая оплетка может быть медной или стальной и располагается под внешним изоляционным слоем поверх всех скруток.

Кабель подойдет в тех случаях, когда загрузка видеосигнала происходит в условиях со значительными электромагнитными помехами.

FTP

Витая пара имеет 4 скрутки проводников, которые защищены общим экраном, располагаемым под ПВХ-изоляцией.

SF/UTP

Этот тип витой пары не имеет для отдельных скруток индивидуальных экранов. Экранирование осуществляется за счет общего экрана в виде фольги и оплетки, которые расположены под внешним изоляционным слоем. Кабель подойдет для подключения аналоговой и IP камеры, обеспечивая качественную передачу видеосигнала.

Все, кто подключал витую пару, знает, что кроме скрученных пар в кабеле может присутствовать также и неизолированный металлически проводник, который обеспечивает контакт между элементами экрана при его повреждении, которое может иметь место в случае надменного изгиба или растяжения.

Провод витая пара типа SF/UTP

Представленные выше кабели могут производиться в одножильном или многожильном исполнении. Одножильный кабель не применяют для прокладывания длинных трасс, обеспечивающих загрузку видео от камер видеонаблюдения.

Для этой задачи лучше подойдет многожильная витая пара, но при условии того, что будет использован усилитель видеосигнала, который нивелирует потери сигнала, когда идет загрузка на большие расстояния.

Достоинства от использования витой пары при видеонаблюдении

Видеонаблюдение, построенное с помощью витой пары, существенно превосходит аналогичные системы, созданные с помощью коаксиального кабеля.

Дальность и скорость передачи сигнала

Витая пара отличается возможностью передачи сигналов на большие расстояния и с более высокой скоростью. При условии того, что будет использован специальный усилитель, потери сигнала вообще может и не быть.

Что касается коаксиальных линий передачи, то на их работу, а соответственно и коэффициент затухания сигнала будет влиять множество факторов, действие которых исключить невозможно. Это и качество используемого металла, и сечение проводника, и внешняя температура, электромагнитные помехи и пр.

Удобство монтажа

Несмотря на то, что коаксиальный кабель отличается повышенной прочностью и устойчивостью к механическим нагрузкам, его монтаж существенно сложнее.

Монтаж кабеля витая пара для систем видеонаблюдения

Используя витую пару можно осуществлять соединение устройств с минимальным радиусом изгиба на поворотах. Также витая пара более просто укладывается в монтажные короба.

Помехи

Коаксиальный кабель весьма неустойчив к электромагнитным помехам, которые создаются различными работающими приборами. Поэтому видеонаблюдение и загрузка видео с помощью этого кабеля является весьма проблематичной задачей.

Что касается витой пары, то в ее конструкции специально предназначены экраны для защиты от радиопомех. Используются как общие экраны, так и отдельные для каждой пары скруток.

Подведение питания по одному и тому же кабелю

Много современных видеокамер не имеют специального выхода, через который может осуществляться подключение источников питания.

В таком случае использование витой пары будет оптимальным вариантом. Кроме того, что через него может осуществляться загрузка видеосигнала также может и передаваться питание для работы видеокамер.

Для этого используется технология Power over Ethernet, которая включает несколько стандартов передачи электропитания к устройствам.

Это может быть стандарт 802.3af, поддержку общей мощности подключенных устройств равную 15 Вт, а также стандарт 802.3at, поддерживающий 24 Вт.

Применение витой пары позволит существенно сэкономить на монтажных работах и кабеле, поскольку не придется прокладывать отдельную линию для электропитания.

Еще одним преимуществом подключения с помощью витой пары является то, что с ее помощью можно параллельно передавать сигнал с 4- видеокамер, в то время, как для коаксиального кабеля поддерживается работа только с одной камерой.

Также применение витой пары позволит выполнять процедуры масштабирования сетей. Достаточно будет на удаленной точке установить коммуникатор или концентратор и можно будет осуществить разветвление сети в этом месте, подключив дополнительные устройства.

Заключение

Видеонаблюдение по витой паре на порядок превосходит коаксиальные системы.

Кроме технических преимуществ, витая пара отличается более простым монтажом и функциональностью, предоставляя возможность решения поставленной задачи разными способами.

Благодаря различному выбору кабелей витой пары, можно подобрать оптимальный вариант для реализации конкретного проекта видеонаблюдения, экономя при этом существенные средства на покупке кабеля и монтажных работах.

Видео: Подключаем камеру по кабелю витая пара своими руками

bezopasnostin.ru

Статьи » Витая пара

   Витая пара (twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.
Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных полей от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.
Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма «8P8C», который часто неверно называют «RJ45».

Виды кабеля, который применяется в сетях

В зависимости от наличия защиты — электрически заземлённой медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:

Неэкранированная витая пара (UTP — Unshielded twisted pair) — без защитного экрана;

Фольгированная витая пара (FTP — Foiled twisted pair) — присутствует один общий внешний экран в виде фольги;

Экранированная витая пара (STP — Shielded twisted pair) — присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки;

Фольгированная экранированная витая пара (S/FTP — Screened Foiled twisted pair) — внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке;

Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних и т. д. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.

В последнее время появился кабель Витая пара с индексом CCA (Copper Cover Aluminum), где проводником служит омедненный алюминий. Этот кабель гораздо дешевле медного, но уступает ему по характеристикам и монтажным качествам.

В зависимости от структуры проводников — кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы и называется жила-монолит, а во втором — из нескольких и называется жила-пучок.
Одножильный кабель не предполагает прямых контактов с подключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки в коробах, стенах и т. д. с последующим терминированием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для «врезания» в разъемы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше.
В свою очередь многожильный кабель плохо переносит «врезание» в разъёмы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручивании. Кроме того, многожильный провод обладает бо́льшим затуханием сигнала. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (patchcord), соединяющих периферию с розетками.

Конструкция витопарного кабеля

Витопарный кабель состоит из нескольких витых пар. Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4—0,6 мм. Кроме метрической, применяется американская система AWG, в которой эти величины составляют 26AWG или 22AWG соответственно. В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG). Толщина изоляции проводника — около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории —полипропилен (PP), полиэтилен (PE). Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона, обеспечивающего широкий рабочий диапазон температур.

Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычно капрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки — при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Также разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию.
Внешняя оболочка 4-парных кабелей имеет толщину 0,5—0,9 мм в зависимости от категории кабеля и обычно изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, для изготовления оболочки используются полимеры, которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогены (такие кабели маркируются как LSZH — Low Smoke Zero Halogen). Кабели, не поддерживающие горение и не выделяющие дым, разрешается прокладывать и использовать в закрытых областях, где могут проходить воздушные потоки системы кондиционирования и вентиляции.

В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при монтаже, так и обслуживании. Самый распространённый цвет оболочки кабелей — серый. У внешних кабелей внешняя оболочка чёрного цвета. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки.
Отдельно нужно отметить маркировку. Кроме данных о производителе и типе кабеля, она обязательно включает в себя метровые или футовые метки.

Форма внешней оболочки кабеля витая пара может быть различной. Чаще других применяется круглая форма. Для прокладки под ковровым покрытием может использоваться плоский кабель.
Кабели для наружной прокладки обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена, которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной, поливинилхлоридной. Кроме этого, возможно заполнение пустот в кабеле водоотталкивающим гелем и бронирование с помощью гофрированной ленты или стальной проволоки.

Категории кабеля

Существует несколько категорий кабеля витая пара, которые нумеруются от CAT1 до CAT7 (правильно category или категория, сокращение «CAT», «Cat» следует писать с точкой — «Cat.», потому как категория и кошка — разные вещи) и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины. Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях) и в международном стандарте ISO 11801, а также приняты ГОСТ Р 53246-2008 (перевод американского ANSI/TIA/EIA-568B) и ГОСТ Р 53245-2008 (перевод одного из руководств производителя).

CAT1 (полоса частот 0,1 МГц) — телефонный кабель, всего одна пара (в России применяется кабель и вообще без скруток — «лапша» — у нее характеристики не хуже, но больше влияние помех). В США использовался ранее, только в «скрученном» виде. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема.

CAT2 (полоса частот 1 МГц) — старый тип кабеля, 2 пары проводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с, использовался в сетях Token ring и Arcnet. Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.

CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 4-парный кабель, используется при построении телефонных и локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10Мбит/с или 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии не дальше 100 метров. В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3.

CAT4 (полоса частот 20 МГц) — кабель состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.

CAT5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 100BASE-TX и для прокладки телефонных линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар.

CAT5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Кабель обеспечивает скорость передач данных до 100 Мбит/с. Преимущества данного кабеля в более низкой себестоимости и меньшей толщине.

CAT6 (полоса частот 250 МГц) — применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с и до 10 гигабит на расстояние до 50 м. Добавлен в стандарт в июне 2002 года.

CAT6a (полоса частот 500 МГц) — применяется в сетях Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с и планируется использовать его для приложений, работающих на скорости до 40 Гбит/с. Добавлен в стандарт в феврале 2008 года.

CAT7 — спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с, частота пропускаемого сигнала до 600—700 МГц. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully Shielded Twisted Pair).

Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление100±25 Ом, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена и передача данных станет невозможной. Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие «скруток» в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.

Схемы обжима

Существует два варианта обжима разъёма на кабеле:
*Для создания прямого кабеля — для соединения порта сетевой карты со свитчом или хабом.
*Перекрёстного (использующий кроссированный MDI, MDI-X) кабеля, имеющего инвертированную разводку контактов разъёма для соединения напрямую двух сетевых плат, установленных в компьютеры, а также для соединения некоторых старых моделей хабов или свитчей (uplink-порт).

Обжимается разъём 8P8C RJ-45 категории 5 или 5е (на фото 5 категории не экранированный)

Обжим 4-х жильного (двух парного UTP2/FTP2) кабеля
Вариант по стандарту 10Base-T/100Base-TX

Прямой кабель (straight through cable)
Вариант по стандарту EIA/TIA-568A

Вариант по стандарту EIA/TIA-568B (используется чаще)

Перекрёстный кабель (crossover cable)

Используется для соединения однотипного оборудования (например, компьютер-компьютер). Однако некоторые сетевые карты способны автоматически определить метод обжима кабеля и подстроиться под него.
Вариант для скорости 100 Мбит/с

Общие положения

Обжимной инструмент (кримпер) HT-568 для обжима коннекторов RJ-45, RJ-12

Рабочая часть «обжимки»: для восьми-, шестиконтактных разъёмов и регулируемый резак, позволяющий снять внешнюю изоляцию, без повреждения проводов пар.

Инструкция по установке штекера

Пара 1-2 (TDP-TDN) всегда требуется для передачи от порта MDI к порту MDI-X, пара 3-6 (RDP-RDN) — для приёма портом MDI от порта MDI-X; пары 4-5 и 7-8 применяются в зависимости от потребности (например, при использовании кабеля категории 3 в спецификации 100Base-T4) и обычно двунаправленные.
Использование кабеля, обжатого не по стандарту, может привести (в зависимости от длины кабеля) к тому, что кабель не будет работать совсем или будет очень большой процент потерь передаваемых пакетов.

Для проверки правильности обжатия кабеля, помимо визуального контроля, используют специальные устройства — кабельные LAN-тестеры. Такое устройство состоит из передатчика и приёмника. Передатчик поочерёдно подаёт сигнал на каждую из восьми жил кабеля, дублируя эту передачу зажиганием одного из восьми светодиодов, а на приёмнике, подсоединённому к другому концу линии, соответственно загорается один из восьми светодиодов. Если на передаче и на приёме светодиоды загораются подряд, значит, кабель обжат без ошибки. Более дорогие модели кабельных тестеров могут иметь встроенное переговорное устройство, индикатор обрыва с указанием расстояния до обрыва и пр.

При использовании 100-мегабитного соединения используются только 2 из 4 пар, а именно оранжевая и зелёная. Синяя и коричневая пары в таком случае могут быть использованы для подключения второго компьютера по тому же кабелю. Каждый конец кабеля раздваивают на два по две пары, и получают как бы два кабеля, но под одной изоляцией. Однако данная схема подключения может снизить скорость и качество передачи информации. При использовании гигабитного соединения используются 4 пары проводников.
Также существуют ограничения на выбор схемы перекрёстного соединения жил, накладываемые стандартом Power over Ethernet (POE), Power over Ethernet стандартизирован по стандарту IEEE 802.3af-2003). При прямом соединении жил в кабеле («один к одному»), данный стандарт будет работать автоматически.

Монтаж

При монтаже кабеля витой пары должен выдерживаться минимально допустимый радиус изгиба (8 внешних диаметров кабеля). Больший изгиб может привести к увеличению внешних наводок на сигнал или привести к разрушению оболочки кабеля.

При монтаже экранированной витой пары необходимо следить за целостностью экрана по всей длине кабеля. Растяжение или изгиб кабеля приводит к разрушению экрана, что ведёт к снижению устойчивости к электромагнитным помехам. Дренажный провод должен быть соединен с экраном разъема.

Использованы материалы Creative Commons и ООО ЛАНСЕТ.

lanset.ru