Різноманітні типи кабелю мають свої унікальні характеристики, які впливають на їхню межу довжини передачі сигналу. Розуміння цих меж допомагає в проектуванні мереж та систем зв'язку, забезпечуючи оптимальну пропускну здатність та надійність. У цій статті ми детально розглянемо межі довжини для різних типів кабелів витої пари, коаксіального та оптичного кабелю. І коротко про їхні технічні характеристики та можливі застосування.
Коаксіальний кабель
Цей тип кабелю найчастіше використовують як лінії передавання радіо- і телевізійних сигналів на великі відстані, а також для систем відеоспостереження. Крім того, коаксіал широко використовується в професійних аудіосистемах, де низькі значення втрат, електричного опору і рівня шуму роблять його вельми популярним.
Внутрішня жила в більшості моделей виготовлена зі сталі з мідним покриттям, а ізоляція - з поліетилену. Зовнішній захисний екран може бути виконаний з мідної оплітки, алюмінію або майларової фольги. Таке поєднання матеріалів створює екранування, що забезпечує захист від радіочастотних перешкод або RFI, і допомагає підтримувати стабільну якість сигналу.
Якої довжини можна прокласти коаксіальний кабель без втрат?
Довжина коаксіального кабелю, яку ви можете прокласти без істотної втрати сигналу, залежить від типу коаксіального кабелю і частоти сигналу.
Відповідно до поточних нормативних стандартів, максимальна протяжність коаксіального кабелю в мережі обмежена 400 метрами. Це означає, що два активні пристрої, з'єднані між собою, не можуть перебувати на відстані більшій ніж 400 метрів один від одного. Але в реальності значення довжини значно менші.
У таблиці нижче наведено характеристики загасання кабелю різних типів RG-серії в децибелах на 100 метрів кабелю
Серія RG (Radio Guide) - це популярний тип коаксіального кабелю завдяки своїй універсальності та широкому спектру застосування:
- RG-59: зазвичай використовується для передавання сигналів кабельного телебачення, систем замкнутого телебачення (CCTV) і відеоспостереження. RG-59 має помірний рівень загасання і може приймати сигнали частотою до 1 ГГц. Його не рекомендується використовувати у високочастотних умовах.
- RG-8 кабель призначений для роботи на великих потужностях і відстанях, як-от аматорський радіозв'язок, бездротові мережі та стільниковий зв'язок. Цей кабель може передавати високочастотні сигнали з відносно низькими втратами в порівнянні з RG-59.
- RG-11: Маючи ще менші загасання і більший діаметр, ніж RG-8, використовується для передавання сигналів на великі відстані та для застосувань із високою потужністю. Його часто можна зустріти в установках кабельного телебачення, де сигнал повинен проходити значні відстані без втрати якості.
Наприклад, якщо ви використовуєте стандартний коаксіальний кабель RG6 і ваша частота знаходиться в діапазоні VHF (30 МГц - 300 МГц), ви можете прокласти до 45 метрів кабелю без будь-яких значних втрат. Однак якщо ваш кабель більш високої якості і частота знаходиться в діапазоні UHF (300 МГц - 3 ГГц), довжина лінії збільшиться до 150 м. Для частот вище 3 ГГц слід обмежитися 15 метрами, щоб звести до мінімуму будь-які втрати.
Загалом, рекомендується не перевищувати довжину антенного кабелю більше, ніж 30 м. Збільшення довжини кабелю може призвести до втрати сигналу або погіршення його якості. Але пам'ятайте, що довжина кабелю - це лише один із чинників, що впливають на втрату сигналу. Інші чинники, як-от якість роз'ємів і навколишнє середовище, через яке проходить кабель, також сприятимуть загальній втраті сигналу.
Який коаксіальний кабель має найменші втрати сигналу?
Високоякісні коаксіальні кабелі зазвичай мають товстіший центральний провідник і товстіший діелектрик. Крім того, вони зазвичай мають подвійне екранування - тобто два шари екрану, що допомагає знизити рівень перешкод. Вибір типу коаксіального кабелю також залежить від середовища, в якому він буде використовуватися, діапазону робочих частот і вимог до потужності сигналу. Але можна виділити кілька основних закономірностей:
- Низькочастотні кабелі більш чутливі до втрати сигналу.
- Коаксіальні кабелі з цільними жилами забезпечують кращу цілісність сигналу, ніж кабелі з багатожильними жилами.
- Кабель більшого діаметру дасть змогу знизити втрати сигналу завдяки більшій площі поверхні провідника.
- Кабелі більш високої якості, наприклад з чотиришаровим екраном, можуть мати більшу довжину, ніж звичайний одноекранований варіант.
- Вибір правильного типу роз'єму, наприклад обтискного або паяного, допоможе знизити втрати сигналу.
Якщо вам потрібен довший кабель, не поспішайте з його заміною. Можливо, варто обмежитись використанням підсилювача або передпідсилювача.
Коаксіальні кабелі призначені для передавання аналогових сигналів на великі відстані, але що вища частота сигналу, то складніше передати його на велику відстань без втрат. Також він здатний передавати великі обсяги даних, що робить його вигідним для таких сфер використання, як інтернет і телебачення.
Крім того, коаксіальний кабель відносно простий в установці, оскільки його часто можна закопувати в землю або підвішувати в повітрі без додаткової захисної оболонки. У місцях, де можливе виникнення полум'я або надмірного нагрівання, слід використовувати кабелі з відповідною ізоляцією. Про неї вкаже маркування LSZH (LSOH) на кабелі. Під час встановлення переконайтеся, що кабель знаходиться подалі від ліній електропередач, світильників та інших предметів, які можуть створювати перешкоди, - це зменшить ємнісний зв'язок, який призводить до втрати сигналу.
Вита пара - граничні відстані
Стандарти кабельних систем ANSI/TIA-568 вже давно встановлюють обмеження відстані в 100 м для горизонтальних каналів мідної витої пари, що включає в себе 90 м постійного з'єднання та 10 м комутаційного кабелю. Але все ж варто врахувати категорії витої пари, для визначення точних дистанцій.
Вищі категорії підтримують функціональні можливості нижчої. Однак вита пара нижнього класу не здатна забезпечити технічні характеристики вищого класу. Підвищення категорії відповідає поліпшенню передавальних характеристик і збільшенню максимальної частоти роботи кабельної лінії. Коротко напишемо про всі, навіть найзастаріліші і непопулярні версії:
- CAT1 (діапазон частот - 0,1 МГц) призначено для передавання голосу і цифрових даних із використанням модему. Він не відповідає вимогам сучасних систем і часто схильний до перешкод.
- CAT2, хоча має частотний діапазон 1 МГц і використовується для деяких телефонних мереж, його застосування обмежене через низьку швидкість передачі даних до 4 Мбіт/с.
- CAT3, з діапазоном в 16 МГц і підтримкою швидкостей передачі даних від 10 до 100 Мбіт/с, застосовується в локальних мережах на базі 10BASE-T, але його можливості також обмежені порівняно з більш високими класами.
- CAT4, забезпечує частотний діапазон до 20 МГц і швидкість передавання даних до 16 Мбіт/с, сьогодні рідко використовується, як і його попередники.
- CAT5 і CAT5e є більш поширеними і забезпечують швидкості передачі даних до 1000 Мбіт/с (в 4-парному кабелі), що робить їх придатними для сучасних локальних мереж.
- CAT6 вже дасть вам не тільки 1 Гбіт/с на відстанях до 100м, а й 10 Гбіт/с. Правда для такої швидкості дистанція скоротиться до 37-55 метрів.
- CAT6a обіцяє 10 Гбіт/с до 100 метрів.
- Нарешті, CAT 7 і CAT 7a забезпечують ще більш високі швидкості передачі даних до 40 Гбіт/с і 100 Гбіт/с відповідно. З іншого боку, CAT 7a (діапазон частот - 1000 -1200 МГц, клас "FA") забезпечує швидкість до 40 Гбіт/с на відстані до 50 метрів і до 100 Гбіт/с на відстані до 15 метрів.
Безумовно, 100 метрів для витої пари не є межею. Кабель категорії 5е здатний передавати сигнал і на більші відстані, однак при цьому істотно падає швидкість передачі.
Яка максимальна відстань волоконно-оптичного кабелю?
Оптоволоконні кабелі ідеально підходять для роботи на великих відстанях. Вони можуть передавати інформацію на дуже великі відстані з мінімальними втратами сигналу. Крім того, оптоволоконні кабелі не схильні до впливу електромагнітних перешкод(EMI), що робить їх ідеальними для використання в середовищах, де EMI є проблемою.
Хоча на максимальну відстань оптоволоконного кабелю впливають загасання і дисперсія, для більшості випадків максимальна відстань будь-якого типу оптоволоконного кабелю становить близько 100 км.
Однак деякі ситуації вимагають більших відстаней. Для цих цілей можна використовувати волоконно-оптичні кабелі зі спеціальними волокнами, що компенсують дисперсію. Такі кабелі дають змогу збільшити максимальну відстань до 200 кілометрів.
Максимум для одномодового і багатомодового оптоволокна
Існує два основних типи волоконно-оптичного кабелю: одномодовий і багатомодовий. Одномодовий зазвичай використовується для передачі даних на великі відстані, а багатомодовий - на короткі.
Багатомодові кабелі зазвичай використовують для магістралі або горизонтального розподілу в локальних обчислювальних мережах, а одномодові - для передачі даних на великі відстані.
Максимальна відстань для одномодового оптоволоконного кабелю може досягати декількох сотень кілометрів, що робить його ідеальним для далекого зв'язку. Один з типів одномодового волокна відомий як "G.652", який широко використовується в телекомунікаційних мережах.
Давайте заглибимося в цифри, щоб отримати повну інформацію про діапазон волоконно-оптичних кабелів.
- Мережа 1 ГБ/с - кабель OM1 підтримує 1000BASE-SX на відстані до 275 метрів, а при використанні кабелю OM2 - до 550 метрів. Якщо ви хочете досягти відстані у 860 метрів, краще використовувати одномодовий кабель, а не багатомодовий.
- Мережа 10 ГБ/сек - якщо 1000BASE-SX недостатньо і ви переходите на 10-гігабітну мережу, вам потрібно розглянути можливість використання кабелю вищого класу. Кабель OM1 має відстань всього 33 метри в мережі 10GBASE-SR, але пропонує 275 метрів для мереж 1000BASE-SX. При переході на рівень вище, до OM2, межа відстані для мереж 1000BASE-SX становить 550 метрів, а для мереж 10GBASE-SR він знижується до 82 метрів. У той час як багатомодовий OM3 пропонує до 300 метрів. Для порівняння, одномодові кабелі можуть досягати відстані в 5 км у мережах 1000BASE-SX.
- Мережі 40 і 100 ГБ/с - для мережі 40GBASE-SR4 вам знадобиться роз'єм типу MPO. Кабелі OM1 і OM2 тут не підходять, але можна використовувати OM3 і OM4. Гранична відстань становить 100 і 150 метрів відповідно. Одномодовий кабель може досягати набагато більших відстаней - 10 км на цьому рівні.
Якщо у вас залишилися питання або сумніви з приводу вибору кабелю, сміливо запитуйте - ми з радістю допоможемо вам знайти правильне рішення!
Щиро Ваш, Небилович Сергій,
директор магазину мережевого обладнання EServer.