27 listopada 2020 | Autor: Dział Techniczny Pulsar Kategorie: Skrętka komputerowa | Tagi:

Kabel Ethernet – skrętka komputerowa – rodzaje/kategorie

Skrętka komputerowa to medium do transmisji sygnałów złożone z czterech skręconych par izolowanych przewodów (Twisted Pair – TP). Dodatkowo przewody w poszczególnych parach są odpowiednio skręcone względem siebie. Takie skręcenie żył ma na celu wyeliminowanie przesłuchów (zakłóceń) pomiędzy sąsiednimi parami oraz pozwala na eliminację wpływu zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych.


Kabel Ethernet (kabel internetowy, skrętka komputerowa) – zastosowanie

Wstępnie zakładano, że skrętka komputerowa będzie stosowana w systemach telekomunikacyjnych oraz sieciach komputerowych, gdzie przesyłane miały być jedynie dane w postaci cyfrowej.

Szybko okazało się jednak, że skrętka dzięki wielu swoim zaletom tj. odporności na zakłócenia (ekranowana), dużej elastyczności, czy też sporej liczbie dostępnych przewodów, przy jednocześnie małym przekroju obecnie znalazła zastosowanie w wielu innych systemach.
Poczynając od systemów analogowych wideo, poprzez systemy monitoringu wideo opartych na kamerach HD, a kończąc na systemach telewizji dozorowej IP wykorzystujących technologię PoE, o których więcej powiemy w dalszej części artykułu.
Ponadto skrętka wykorzystywana jest przez instalatorów pozostałych systemów bezpieczeństwa tj. SSWiN, KD, czy domofonowych i  wideodomofonowych. Portfolio zastosowania skrętki uzupełniają dodatkowo urządzenia, które przygotowywane są tak przez producentów elektroniki, aby można było wykorzystać to medium transmisji. Mam tutaj na myśli różnego rodzaju transmitery KVM (Klawiatura/Videomonitor/Mysz), czy często wykorzystywane transmitery sygnału HDMI i USB właśnie po skrętce.
Jak widać z powyższego opisu na ogromną popularność skrętki wśród Instalatorów ma wpływ przede wszystkim uniwersalność zastosowania tego kabla. Dodatkowo biorąc pod uwagę sporą ilość rodzajów tego przewodu można śmiało powiedzieć, że jeszcze przez długi czas będzie najczęściej stosowanym medium do transmisji różnych sygnałów i zasilania.

Rodzaje skrętek komputerowych – UTP vs FTP
opis skrętki wg. norm

Główny wpływ na odporność kabla na zakłócenia ma ekranowanie przewodu. Dlatego też oprócz skrętek nieekranowanych, produkowane są również skrętki ekranowane. Warto zwrócić uwagę, że wśród tej drugiej grupy ekranowanie może być w postaci foli (FTP Foiled Twisted Pair), lub oplotu z siatki z drutu (STP Shielded Twisted Pair).

Ponadto, ekranowanie może dotyczyć całego przewodu lub ekranowane mogą być poszczególne pary skrętki.
Dla łatwiejszego rozróżnienia rodzaju skrętki (rodzaju ekranowania) rozróżnia się kilka typów przewodów:
UTP – Unshielded Twisted Pair (skrętka nieekranowana)
FTP – Folied Twisted Pair (skrętka ekranowana za pomocą folii)
STP – Shielded Twisted Pair (skrętka ekranowana oplotem, plecionką z drutu)

Ważny jest też format zapisu, stosowany przez producentów do oznakowania różnego wykonania kabla. Oznaczenie skrętki dotyczące ekranowania składa się z dwóch części i ma zazwyczaj postać:
xxx / yyy
Pierwsza część „xxx” odnosi się do ekranowania całego przewodu
Druga część „yyy” informuje o ekranowaniu poszczególnej pary skręconej.
TP (Twisted Pair) – oznacza skrętkę
U (Unshielded) – brak ekranu
F (Foiled) – ekran z folii
S (Shielded) – ekran w postaci siatki z drutu

Przykładowo:
UTP/UTP lub krótszy zapis U/UTP – oznacza skrętkę nieekranowaną (zarówno poszczególne pary, jak i cały przewód nie jest ekranowany)
Z kolei oznakowanie skrętki F/UTP – oznacza skrętkę, której poszczególne pary nie są ekranowane, ale już cały kabel ekranowany jest folią aluminiową.

Rzadko, ale również wykonywane są inne odmiany skrętek uwzgledniające ekranowanie:
– skrętka SF/FTP, gdzie poszczególna para skrętki jest ekranowana foliowaną, a cały przewód posiada ekranowanie w postaci folii i siatki.
– skrętka S/FTP – gdzie poszczególna para skrętki jest ekranowana foliowaną, a cały przewód posiada ekranowanie w postaci siatki.
Itd.

Przykłady budowy najpopularniejszych skrętek pokazano rysunkach.

Ekranowanie pozwala na wyeliminowanie przesłuchów pomiędzy sąsiednimi parami oraz na redukcję zakłóceń zewnętrznych tj. zakłócenia elektromagnetyczne oraz zakłócenia radiowe. Stosując skrętkę ekranowaną należy zastosować również osprzęt posiadający ekran i odpowiednio go podłączyć. Podłączenie ekranu z siatki drutu nie stanowi problemu. W przypadku ekranu z foli (która pęka podczas obróbki przewodu) należy pamietać, że do poprawnego uziemienia służy dodatkowa żyła stalowa.

W praktyce ekranowanie stosuje się w profesjonalnych instalacjach narażonych na zakłócenia lub
np. dla utrudnienia podsłuchów. Należą do nich takie obiekty jak lotniska, szpitale, gdzie mamy do czynienia z aparaturą emitującą dużą ilość promieniowania elektromagnetycznego.
Obecnie skrętka jest zastępowana światłowodem – medium całkowicie odpornym na zakłócenia.

Instalacją skrętki ekranowanej jest bardziej kłopotliwa i czasochłonna. Ekranowanie należy starannie wykonać ponieważ ekran musi być odpowiednio uziemiony. Źle wykonane ekranowanie może pogorszyć parametry transmisji danych, a nawet doprowadzić do uszkodzenia urządzeń w przypadku pojawienia się przepięcia.

Klasy i kategorie skrętki komputerowej – tłumienie i przepustowość

Kategoria, czy klasa?

Pojawianie się tych dwóch pojęć związane jest z istnieniem dwóch standardów rozpowrzechnionych przez dwa stowarzyszenia ISO (International Organization for Standardization) i TIA (Telecommunications Industry Association) określających parametry przewodu skrętki, oraz pozostałych pasywnych komponentów sieci (patchpaneli, złączek itd.).

Dodatkowa niejasność nazewnictwa spowodowana jest tym, że specyfikacje komponentów w obu standardach określa się kategoriami. Z kolei normy dla okablowania w standardzie TIA nazywa się kategoriami: 5e, 6 itd., a w standardzie ISO klasami D, E itd.
Stąd przy określaniu parametrów skrętki, częściej pojawia się pojęcie kategorii. Poniżej w tabeli parametry transmisje, najczęściej stosowane złącza w zależności od przewodu.

Nie jest zabronione stosowanie elementów różnych kategorii / klas, jednakże należy pamiętać, że określając ten parametr dla całego systemu będzie on miał kategorię/klasę najniższego elementu.

Oferta firmy Pulsar skrętka cat 5e / cat 6 – U/UTP

Dlaczego takie kable wprowadziliśmy?
Skrętka jak już wspominaliśmy na początku artykułu jest bardzo dobrym i często wykorzystywanym medium przez instalatorów. Oferta firmy Pulsar, została przygotowana nie tylko pod kątem instalatorów którzy zajmują się montażem kamer telewizji przemysłowej IP, czy też systemów telewizji CCTV w standardach CVI, TVI, AHD. Oferowane kable polecane są do zastosowania we wszystkich systemach, gdzie oprócz dobrych parametrów transmisyjnych oczekujemy dobrego medium pozwalającego na zasilanie urządzeń.

Skrętka komputerowa – przekrój żyły i materiał CCS/CCA/CCU

Lepsza przewodność miedzi w stosunku do innych materiałów, to mniejsze spadki napięcia na przewodach, które w systemach niskoprądowych są najczęstszą przyczyną problemów z jakimi spotykają się instalatorzy wykorzystując zasilanie na dłuższych odcinkach przewodów. Dlatego tak ważne jest, aby zwracać uwagę nie tylko na przekrój żyły, ale również na materiał z jakiego wykonany jest przewód. Skrętki aluminiowe są nawet trzykrotnie tańsze niż skrętki miedziane. Jednak jeśli mamy na uwadze przepływ prądu, należy podkreślić , że przewody z aluminium nawet pomiedziowanego CCA (Cooper Clad Aluminium) charakteryzuje znacznie gorsze przewodnictwo.
Jeszcze gorzej wypadają skrętki o przewodach stalowych pomiedziowanych CCS (Copper Clad Steel), gdzie oprócz jeszcze większej rezystancji przewodu, dodatkowo musimy uwzględnić jeszcze większą sztywność kabla i niebezpieczeństwo złamania przy jego układaniu (układanie w niskich temperaturach).

Gorsze przewodnictwo przekłada się na znacznie większe spadki napięć na przewodach. Spadki napięcia odczuwalne są najbardziej w systemach w których zasilamy urządzenia niskimi napięciami 12-15V, czyli systemy CCTV HD (CVI, TVI, AHV) wówczas dodatkowo warto zwrócić uwagę na przekrój drutu i wybierać modele o średnicy żyły 0,5mm i większej. Stąd wprowadzone do oferty kable PU-NC201, PU-NC206, PU-NC301. W systemach PoE, które bazuje na napięciach 48-57V można sobie pozwolić szczególnie w przypadkach, gdy długości przewodów są krótsze (kilkanaście metrów) i dodatkowo kamery pobierają tylko kilka Wat mocy na zastosowanie skrętki o średnicy żyły 0,45mm (PU-NC200), która jest tańsza, ale w dalszym ciągu wykonana z miedzi.
W przypadku budowy sieci teleinformatycznej i wykorzystywania urządzeń LAN – „grubość” przewodu nie ma tak dużego znaczenia, jak w przypadku systemów telewizji HD.
Ponadto przewody z miedzi CCU (zawierają 99,99% tego pierwiastka) są bardziej elastyczne i można je układać przy niższych temperaturach bez obawy o złamanie. To kryterium też zadecydowało, żę w ofercie znalazły się wyłącznie przewody miedziane.

Ponadto do wykonania większości instalacji używane są kable nieekranowane kategorii 5e i kategorii 6 w wykonaniu wewnętrznym, oraz skrętka kategorii 5e w powłoce zewnętrznej.

Poniżej lista przewodów dostepnych w ofercie:

 

Parametry transmisyjne – skrętki
Deklarujemy, że skrętki spełniają wymogi kategorii, odpowiednio:
model PU-NC206 – wymagania kategorii 6
modele PU-NC201, PU-NC200, PU-NC301 – wymagania kategorii 5e.

Podczas badań potwierdzających kategorie skrętki brane są pod uwagę takie elementy jak: budowa kabla , rezystancja żył, asymetria rezystancji żył, pojemność skuteczna, asymetria pojemności , rezystancja izolacji żył, odporność izolacji żył na napiecie probiercze, tłumienność skuteczna, tłumienność przesłuchu zbliżnego NEXT (Near End Crosstalk), Sumaryczny przesłuch zbliżny (PSNEXT- Power Sum NEXT), Przesłuch zdalny (FEXT) (Far End Crosstalk), ELFEXT (Equal –level Far End Cross Talk), PSACR-F (PSELFEXT Power Sum Equal Level Far End Cross Talk), Współczynnik ACR (Attenuation to crosstalk ratio), Straty odbiciowe (Return Loss), Rozrzut opóźnienia (delay skew)

Dla chcących poszerzyć swoje wiadomości, odsyłamy do artykułów opisujących testy skrętki pod kątem spełniania kategorii.

Kabel Ethernet – skrętka – budowa, schemat, kolory i kolejność kabli

Z czego biorą się kolory i dlaczego sie je stosuje?
Wraz z rozwojem nowych generacji kabli telekomunikacyjnych, koniecznością wprowadzenia kabli w dużej ilości par zaistniała potrzeba ustandaryzowania kolorystyki przewodów. W 1950 rok w jednostce badawczej Bell Laboratories ustalona została kolejność i kolorystyka oznakowania przewodów wieloparowych. Standard oznakowania przewodów zakłada grupowanie ich w zestawy po 25 par zgodnie ze standardowym kodem koloru 25 par. Przykład poniżej.

Jednak ten standard oznakowania dotyczył głównie kabli telekomunikacyjnych
W oznakowaniu skrętki komputerowej można się dopatrywać pewnych podobieństw. Może to przypadek, ale łatwo zauważyć, że pierwsze cztery kolory z pokazanej powyżej „palety” to kolory skrętki komputerowej. Z tą jednak różnicą, że zamiast przewodu białego w parze występuję przewód dwukolorowy (będący połączeniem koloru białego z kolorem: niebieskim, pomarańczowym, zielonym i brązowym).
Takie oznakowanie jest wygodniejsze gdyż, każdy z ośmiu przewodów skrętki ma inny kolor co ułatwia ich identyfikację.
Podsumowując kolory przewodów stosowanych w skrętce komputerowej są następujące:
– Niebieski / biało- niebieski (para niebieska)
– Pomarańczowy / biało- pomarańczowy (para pomarańczowa)
– Zielony / biało- zielony (para zielona)
– Brązowy / biało-brązowy (para brązowa)

Zachowanie kolorystyki pozwala na szybką identyfikację przewodów i ułatwia zarobienie przewodu we wtyczkach.

Skrętka „ziemna” – na zewnątrz, żelowa

W zależności od miejsca stosowania rozróżnia się skrętkę wewnętrzną i zewnętrzną. Kluczowym elementem jest tutaj materiał z jakiego wykonana jest powłoka kabla. W przypadku kabli wewnętrznych najczęściej stosowanym materiałem jest PVC (od angielskiej nazwy Poli Vinyl Chloride) czyli polichlorkiem winylu (PCW). Jest to polimer syntetyczny posiadający dobre właściwości termoplastyczne często stosowany do produkcji tworzyw sztucznych. Materiał ten jest też odporny na zniszczenia mechaniczne. Minusem tego materiału jest to, że podczas spalenia, wytwarza dużą ilość dymu oraz toksyczne gazy. Dlatego jako materiał na izolację i osłony przewodów stosuje się jedną z odmian tego materiału – POLWINIT. Tworzywo sztuczne na bazie plastifikowanego polichlorku winylu, którego charakteryzuje odporność na działanie płomienia, oleju, ozonu. W obiektach w których wymagane jest zastosowanie, przewodów nie wytwarzających szkodliwych i toksycznych substancji (halogenów) stosuje się przewody bezhalogenowe LSZH (ang. Low Smoke Zero Halogen).
Jeżeli przewód układany jest na zewnątrz, gdzie będzie narażony na zmienne warunki atmosferyczne tj. wysoką i niską temperaturę, opady, promieniowanie słoneczne należy stosować skrętkę w powłoce zewnętrznej. Takie powłoki wykonywane są z polietylenu (oznaczenie – PE) np.PU-NC301.
W szczególności stosowany jest PE 300 w kolorze czarnym. Materiał o ten charakteryzuje się podwyższonymi właściwościami mechanicznymi, posiada odporność na deformację termiczną i jest odporny na korozję naprężeniową i chemiczną (np. kwaśne deszcze). Dodatkowo posiada odporność na promieniowanie UV. Takie parametry umożliwiają stosowanie kabli w takich powłokach w instalacjach napowietrznych oraz przewody takie mogą byś układane bezpośrednio w ziemi. Czasem dodatkowo stosuje się wewnątrz dodatkowo powłokę z żelu, który ma na celu zabezpieczenie przewodu przed wnikaniem wilgoci (wody) w przypadku drobnego mechanicznego uszkodzenia powłoki zewnętrznej.
Firmy instalatorskie jednak częściej wybierają tzw. wersję „suchą” bez żelu ze względu na większy komfort pracy i mniejszą czasochłonność zarobienia złączek związaną z koniecznością czyszczenia przewodu z żelu.

Przewody (skrętka) zgodna z wymaganiami dyrektywy CPR (ang. Construction Products Regulation)

Od lipca 2017 roku wszystkie kable instalacyjne traktowane są jako wyroby budowlane co w konsekwencji to nakłada to na producentów i importerów przewodów obowiązek wykonania badań w kierunku określenia klasy reakcji na ogień. Badania te muszą być przeprowadzone i potwierdzone przez notyfikowane jednostki certyfikujące. Dodatkowo podmiot wprowadzający na rynek dany przewód zobowiązany jest do przygotowania Deklaracji Właściwości Użytkowych (DoP) dla potwierdzenia Euroklasy produktu.
Wszystkie modele skrętki wewnętrznej firmy Pulsar zostały przebadane w europejskiej jednostce notyfikowanej Delta Dansk Elektronik Lys & Akustik i uzyskały klasę Eca reakcji na ogień. Z kolei przewód zewnętrzny posiada klasę Fca.

Jak zarobić kabel sieciowy? Kabel prosty a kabel krosowany – różnice

W zależności od rodzaju skrętki (rodzaju przewodu) stosowane są różne złącza RJ11, RJ12, RJ45, GG45, TERA.

Najpopularniejsze obecnie kable kategorii 5e, czy kategorii 6 zakończone są najczęściej złączami popularnie nazywanymi wtykami RJ45. Może bardziej poprawną nazwą tego rodzaju złącza jest termin – wtyk 8P8C (ang. 8 Position 8 Contact). Jednak ze względu na to, że podobnie jak więcej osób kojarzy nazwę switch PoE, niż przełącznik sieciowy PoE –  my będziemy używać terminu wtyk RJ45.  Potocznie nazwa ta jest częściej stosowana wśród instalatorów m.in. systemów security.

Chociaż na pierwszy rzut oka wtyki RJ45 kategorii 5e i 6 wyglądają identycznie, to warto wiedzieć, że różnią się średnicą gniazd. Musi tak być, gdyż średnica żył wzrasta wraz ze wzrostem kategorii skrętki

Ponadto część kabli kategorii 6, a w szczególności kategorii 6A posiadających większe przekroje (szczególnie powłoki zewnętrznej) trudno poprawnie zagnieść w tego typu wtykach RJ45. Dlatego grubsze kable stosowane są najczęściej do połączeń  magistralnych i zagniatane są w patchpanelach w których występuje inny rodzaj złącz tzw. złącza „krone”

Czy zarabiamy wtyk Rj45, czy zagniatamy skrętkę w patch panelu najważniejsze jest odpowiednie ułożenie poszczególnych żył skrętki w złączu.

Narzędzia do zarabiania przewodów

Zarabianie skrętki komputerowej polega na dołączeniu poszczególnych przewodów do elementów złącza. Do zarabiania wtyków RJ45 wykorzystuje się zagniatarki tj. przedstawione na rys 3

Z kolei do obszywania patch paneli używany jest nóż krone rys.2.

Po wykonaniu okablowania warto sprawdzić jego poprawność wykonania. Wówczas warto skorzystać z miernika ciągłości obwodu i „przedzwonić” wszytskie połączenia lub po zagnieceniu złącz sprawdzić poprawność wykonania połączenia prostym testerem. Tester sprawdza oprócz ciągłości połączenia rónież kolejność par skrętki. Najtańsze kosztują kilkanaście złotych, dlatego warto się w  nie zaopatrzyć i oszczędzić sobie sporo czasu przy weryfikacji poprawności połączeń.

Standard RJ45 – B czy A – różnice w rozszyciu, gniazdo RJ45

Prawidłowe wykonanie połączeń wymaga odpowiedniego zagniecenia poszczególnych żył w złączach (wtykach RJ45 – P8C8), czy też terminalach patchpanela. Chodzi tutaj nie tylko o prawidłowe mechaniczne połączenie poszczególnych żył ze stykami złącz, ale również zachowania odpowiedniej kolejności par w złączach. Znacznie ułatwia to zadanie kolorystyka poszczególnych par.
Dla sieci 100Base-T (łącza 100Mb/s) stosowane są dwa standardy: T568A oraz T568B (przyjęte przez EIA/TIA)
Standard T568B jest częściej stosowany. Poniżej  przedstawiamy jak powinno wyglądać poprawne wykonanie przewodów połączeniowych zakończonych wtykami RJ45 z obydwu stron, popularnie nazywanych patchcordami.

Tak zaciśnięty przewód w którym w obydwu wtyczkach mamy przewody ułożone w tej samej kolejności nazywamy przewodem prostym (nieskrosowanym). Takim przewodem obecnie łączy się większość urządzeń sieci LAN tj. switche, routery, urządzenia PoE (kamery, drukarki, telefony VoIP).

Przewód skrosowany – to pachcord, który różni się od patchcordu prostego kolejnością ułożenia poszczególnych par w złączach. Warto zwrócić uwagę, że zmianę kolejności par należy wykonać tylko w jednym złączu (wtyku RJ45)

W większości obecnie produkowanych urządzeniach zaimplementowany jest mechanizm Auto MDI-X (odpowiadający m.in. za automatyczne przekrosowanie), dlatego korzystanie z kabli krosowanych nie jest konieczne. Podobnie nie stosuje się kabli skrosowanych w sieciach 1000Base-T (łącza 1Gb/s), które wykorzystują wszystkie cztery pary przewodów do jednoczesnej transmisji w obu kierunkach.
Jednak, czy to w celach czysto edukacyjnych, czy też gdyby zaszła potrzeba podłączenia urządzenia wymagającego kabla skrosowanego poniżej prezentujemy schemat jak go wykonać.

W przypadku obszywania innych elementów tj. pojedyncze gniazda z złączami krone (moduły keystone ze złączami terminalowymi), czy patchpanele wyposażone w terminale krone również należy zwrócić uwagę na standard T568A/T568B i zachować odpowiednią kolejność poszczególnych żył w 8-pinowym złączu.
Producenci tych elementów zazwyczaj nanoszą graficzne oznaczenia, które powinny pomagać w poprawnym obszyciu złącza. Jednak czasem ustalenie co producent miał na myśli może nie być jednoznaczne.