Οριζόντια καλωδίωση και καλώδια UTP
Οριζόντια καλωδίωση
Με τον όρο αυτό εννοούμε το υποσύστημα που αποτελείται από την πρίζα, το καλώδιο και τον κατανεμητή ορόφου (patch panel) με τους εκεί απαιτούμενους τερματικούς συνδέσμους του κάθε καλωδίου.Όσον αφορά τις πρίζες, ο συνηθέστερος τύπος είναι ο RJ-45 με 8 pin. Η κάθε πρίζα είναι συνδεδεμένη απ’ευθείας, ακτινωτά με τον κατανεμητή ορόφου και η καλωδιακή απόσταση για καλώδια UTP δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη των 90 μέτρων. Η οριζόντια καλωδίωση χρησιμοποιεί καλώδια UTP (Unshielded Twisted Pair) των 4 συνεστραμμένων ζευγών και χαρακτηριστικής αντίστασης 100 Ω για κάθε πρίζα.
Εκτός του UTP για την οριζόντια καλωδίωση μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ακόλουθοι τύποι καλωδίων:
α. Καλώδιο 4 συνεστραμμένων ζεύγων με θωράκιση (FTP-Foiled Twisted Pair) χαρακτηριστικής αντίστασης 100 Ω. Στο εσωτερικό του θώρακα αλουμινίου εκτός από τα καλώδια συνταξιδεύει και ένας γυμνός αγωγός που χρησιμοποιήται για την γαλβανική συνέχεια του θώρακα.
β. Καλώδιο 2 συνεστραμμένων ζευγών με θωράκιση (STP-Shielded Twisted Pair) χαρακτηριστικής αντίστασης 150 Ω.
γ. Ομοαξωνικό καλώδιο 50 Ω.
δ. Καλώδιο οπτικής ίνας 62,5/125 μm.
UTP καλώδια
Αναφερόμενοι στα UTP καλώδια της οριζόντιας καλωδίωσης παρατηρούμε τα εξής: Είναι μονόκλωνοι χάλκινοι αγωγοί διαμέτρου 24 AWG (Φ=0,5μmm περίπου) ταξινομημένοι σε 4 ζεύγη και κλεισμένοι από εξωτερικό θερμοπλαστικό περίβλημα. Εναλλακτικά το εξωτερικό περίβλημα μπορεί να αποτελείται από βραδύκαυστο η άκαυστο και άκαπνο υλικό. Τα καλώδια που έχουν αυτές τις τελευταίες ιδιότητες χαρακτηρίζονται σαν κατάλληλα για εγκαταστάσεις<Plenum>, καθώς Plenum ονομάζεται το διάκενο που υπάρχει στο εσωτερικό των κτηρίων μεταξύ τοίχων, σε ψευδοροφές η ψευδοπατώματα και χρησιμοποιείται για την όδευση καλωδίων. Το μέσο βήμα τυλίγματος του κάθε ζεύγους δεν υπερβαίνει τα 15cm (τουλάχιστον 2 συστροφές/ft), ενώ το βήμα τυλίγματος διαφέρει για κάθε ζεύγος ώστε να μειώνεται η μεταξύ των ζευγών παραδιαφωνία.Η μέγιστη εξωτερική διάμετρος του καλωδίου είναι 6,35cm.Η χαρακτηριστική αντίσταση του κάθε ζεύγους στις συχνότητες για μετάδοση δεδομένων είναι 100Ω.
Κατηγορίες καλωδίων
Κατηγορία 1 & 2: Απλοί αγωγοί κατάλληλοι μόνο για κοινή τηλεφωνία που επιτρέπουν διάδοση συχνοτήτων μέχρι 100ΚΗΖ(cat 1)και 1ΜΗΖ(cat 2). Δεν συνιστώνται για χρήση σε συστήματα δομημένης καλωδίωσης.Στην πράξη έχουν πλέον καταργηθεί.
Κατηγορία 3: Τα καλώδια αυτά είναι κατάλληλα εκτός από τηλεφωνία και για μετάδοση δεδομένων σε συχνότητες μέχρι 16ΜΗΖ.Στην πράξη προορίζονται για τοπικά δίκτυα Token Ring & Ethernet 10 Mbps και η χρήση τους σιγά-σιγά καταργείται.
Κατηγορία 4: Τα χαρακτηριστικά αυτών των καλωδίων είναι λίγο καλύτερα και προσδιορίζονται για χρήση μέχρι 20ΜΗΖ. Στην πράξη προορίζονταi για την εξυπηρέτηση των εφαρμογών Token Ring στα 16Mbps.
Κατηγορία 5:Είναι για χρήση μέχρι 100ΜΗΖ και προορίζονται για εφαρμογές φωνής και data μέχρι 100Mbps όπως το TPDDI(Twisted Pair DDI αντίστοιχο του FDDI)για 155Mbps για ΑΤΜ καθώς και για το Gigabit Ethernet (1 Gbps).Στην πράξη είναι η ελάχιστη σημερινή κατηγορία.
Κατηγορία 5E: Η 5E(Enhanced)έχει τα ίδια χαρακτηριστικά με την 5 με λίγο πιο αυστηρά όρια ως προς το ACR,που περιγράφεται παρακάτω, ενώ πλέον θα μετρώνται και τα συνδετικά καλώδια(patch panel)
Κατηγορία 6: Η κατηγορία αυτή φθάνει τα 250ΜΗΖ το οποίο επιτυγχάνεται με βελτίωση της παραδιαφωνίας ΝΕΧΤ (Νear End Cross Talk) ή με αύξηση της διατομής των αγωγών για να μειωθεί η εξασθένηση. Στην περίπτωση αυτή πρέπει να σημειωθεί ότι απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή κατά την εγκατάσταση, για να τηρούνται οι κανόνες και να αποφεύγονται επικίνδυνα γωνιάσματα, κλπ.
Παραδιαφωνία NEXT (Near End Cross Talk)
H παράμετρος αυτή μας δίνει το μέτρο της επαγωγικής μεταφοράς σήματος μεταξύ γειτονικών ζευγαριών στο ίδιο καλώδιο και μετράται στην πλευρά εκπομπής του καλωδίου(near end). Όταν περνά ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από ένα αγωγό τότε δημιουργεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που επαγωγικά μεταφέρει ηλεκτρικά ρεύματα στους γειτονικούς αγωγούς. Όσο αυξάνεται η συχνότητα το φαινόμενο αυτό γίνεται εντονότερο. Στα καλώδια UTP οι αγωγοί συστρέφονται ανά δύο δημιουργώντας ζεύγη ώστε το επαγόμενο σήμα και στους δύο αγωγούς του ζεύγους λόγω συμμετρίας, να είναι ακριβώς το ίδιο και έτσι να εξουδετερώνεται. Σε καλώδια με τέλεια συστροφή και συμμετρία δεν υπάρχει παραφωνία. Είναι ευνόητο ότι η συστροφή πρέπει να διατηρείται όσο είναι δυνατόν και εκτός του σώματος του καλωδίου μέχρι το τελευταίο σημείο σύνδεσης στην πρίζα η τον κατανεμητή.
Η παραφωνία οφείλεται λοιπόν στην έλλειψη συμμετρίας και κακής συστροφής των γειτονικών ζευγών του καλωδίου λόγω κατασκευαστικών ατελειών η μετέπειτα παραμορφώσεων. Εδώ αξίζει να τονιστεί ότι τα καλώδια UTP λόγω της καλής συστροφής τους έχουν εξαιρετική απόρριψη των εξωτερικών θορύβων. Η σημαντικότερη πηγή θορύβου για ένα ζεύγος ενός καλωδίου UTP είναι η παραδιαφωνία που επάγει το γειτονικό ζεύγος, λόγω της στενής γειτονίας. Το ίδιο ισχύει και για τα καλώδια STP η FTP όπου η εξωτερική επένδυση δεν τα προστατεύει από το πρόβλημα της παραδιαφωνίας αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις χειροτερεύει την κατάσταση.
Για την μέτρηση της παραδιαφωνίας ΝΕΧΤ σε καλώδια UTP, μετράται η στάθμη του σήματος που επάγεται στο προς έλεγχο ζευγάρι, όταν εκπέμπεται ένα σήμα γνωστής στάθμης σε ένα γειτονικό ζευγάρι στην ίδια πλευρά (near end) του καλωδίου. Οι μακρινές άκρες (remote end) των ζευγών του καλωδίου είναι τερματισμένες στην χαρακτηριστική αντίσταση των 100 Ω. Η διαφορά στην στάθμη των δύο σημάτων (λόγος σε db) μας δίνει την τιμή ΝΕΧΤ. Όσο μεγαλύτερη η τιμή αυτή σε db τόσο μεγαλύτερη η διαφορά μεταξύ εκπεμπόμενου και επαγόμενου σήματος άρα τόσο μικρότερη η μεταξύ των ζευγών παρδιαφωνία. Η παραδιαφωνία αυξάνεται (μειώνεται η τιμή ΝΕΧΤ σε db) όσο αυξάνεται η συχνότητα του σήματος, για το λόγο αυτό η παραδιαφωνία ΝΕΧΤ πρέπει να μετράται σε πολλές συχνότητες που να καλύπτουν όλη την περιοχή μέχρι τα 100 ΜΗz.
Εκτός από ΝΕΧΤ υπάρχει και η παραδιαφωνία FEXT (Far End Cross Talk) για να καταγράφεται η παραδιαφωνία που μετράται στο ένα άκρο, όταν υπάρχει εκπομπή σε διπλανό ζεύγος από συσκευή που βρίσκεται στην άλλη άκρη του καλωδίου (far end).
PSNext (Power Sum NEXT). Πρόκειται για την παραδιαφωνία που παρατηρείται σε ένα ζεύγος όταν λειτουργούν και τα άλλα 3 ταυτόχρονα. Αυτό το μέγεθος έχει ιδιαίτερη σημασία σε εφαρμογές που χρησιμοποιούν και τα 4 ζεύγη, όπως το Gigabit Ethernet που έχει full duplex μετάδοση και στα 4 ζεύγη ενός UTP καλωδίου.
Εξασθένηση (Attenuation)
Τα σήματα κατά την πορεία τους μέσα από τα καλώδια UTP εξασθενούν, δηλαδή μειώνεται η στάθμη του σήματος ανάλογα με την απόσταση και δημιουργείται έτσι η απώλεια εξασθένησης. Στα καλώδια UTP που μεταφέρουν σήματα υψηλών συχνοτήτων για τοπικά δίκτυα υπάρχουν πρόσθετοι λόγοι εξασθένησης που είναι το επιδερμικό φαινόμενο και οι απώλειες διηλεκτρικού. Όταν ρεύμα υψηλής συχνότητας περνά από ένα αγωγό η πυκνότητα του δεν είναι ομοιόμορφη στην διατομή του αγωγού όπως γίνεται στην ροή συνεχούς ρεύματος, αλλά αντίθετα συγκεντρώνεται στην επιφάνεια του αγωγού. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό σαν επιδερμικό φαινόμενο και είναι τόσο εντονότερο όσο υψηλότερη η συχνότητα του σήματος. Ετσι ουσιαστικά μειώνεται η ενεργός επιφάνεια του αγωγού που μεταφέρει πραγματικά ρεύμα και αυξάνεται η απώλεια αναλογικά με την τετραγωνική ρίζα της συχνότητας του σήματος.Αυτό εξηγεί γιατί η απόσβεση του σήματος αυξάνεται σημαντικά με την συχνότητα και γιατί οι μονόκλωνοι αγωγοί έχουν μικρότερη εξασθένηση από τους πολύκλωνους. Οι απώλειες διηλεκτρισμού προέρχονται από την ταλάντωση ατόμων εντός του διηλεκτρικού που ακολουθούν την συχνότητα του αναλλασσόμενου ηλεκτρικού πεδίου. Ιδιαίτερα τα άτομα χλωρίου που περιέχει το μονωτικό υλικό PVC αποτελούν πολύ ενεργά δίπολα και απορροφούν σημαντική ισχύ. Χαρακτηριστικό αυτού του είδους εξασθένησης είναι ότι αυξάνεται με την θερμοκρασία. Για τον λόγο αυτό οι προδιαγραφές ορίζουν ότι οι μετρήσεις απόσβεσης πρέπει να γίνονται σε θερμοκρασία 20 C.
Η αφορμή γι’αυτό το άρθρο είναι ότι σε μία πρόσφατη εγκατάσταση ο ηλεκτρολόγος πέρασε τα καλώδια με πολύ καλή όδευση, τα καλώδια τα τερματίσαμε και στις δύο μεριές (πρίζα, patch panel) με άριστο τρόπο και όταν αρχίσαμε να κάνουμε την πιστοποίηση του δικτύου η απογοήτευση ήταν μεγάλη. Το τεστ δεν το πέρασε καμία πρίζα. Αρχίσαμε τον έλεγχο με αλλαγή πρίζας, το ίδιο αποτέλεσμα, αλλάξαμε patch panel, το ίδιο αποτέλεσμα. Στην συνέχεια ελέγξαμε ένα κομμάτι καλώδιο 40μ με το όργανο πιστοποίησης (μέτρηση NVP ταχύτητα με την οποία ένα σήμα ταξιδεύει σε μια γραμμή μεταφοράς συνεστραμένου ζεύγους σε σχέση με την ταχύτητα φωτός στο κενό). Με έκπληξη διαπιστώσαμε ότι το όργανο δεν μετρούσε το NVP του καλωδίου γιατί έβγαινε εκτός ορίων μέτρησης.
Όλη η εγκατάσταση χρειάζεται αλλαγή καλωδίου.
Γι’αυτό καλό θα είναι πριν γίνει το πέρασμα καλωδίων τα οποία δεν είναι επώνυμα και με το πιο φθηνό κόστος, να τα περνάτε από αυτό το τεστ πρώτα για να μην βρεθείτε προ εκπλήξεων.
