Джъмпери за мрежови кабели Cat5e Видове екраниране Право съединение Джъмпери за мрежови кабели за намиране на линия за една секунда

Физическите спецификации на мрежовите кабелни джъмпери определят техните основни преносни възможности, механична здравина и гъвкавост, полагайки основите за стабилно предаване на данни.

I. Параметри на физическите спецификации: Материалната основа на производителността на трансмисията

Физическите спецификации на мрежовите кабелни джъмпери определят техните основни преносни възможности, механична здравина и гъвкавост, полагайки основите за стабилно предаване на данни.

1. Материал и структура на проводника

Проводникът е основният носител на електрически сигнал в мрежовите джъмпери, а неговият материал и структура пряко влияят върху проводимостта, целостта на сигнала и устойчивостта на окисляване:

Основни материали:

Безкислородна мед (ОФК): С чистота ≥99,95% и съдържание на кислород ≤0,003%, тя има отлична проводимост (електрическа проводимост ≥100% IACS). Съпротивлението при 20°C е ≤0,0172Ω·мм²/m, което може ефективно да намали загубите при предаване на сигнала. Това е основният материал за високопроизводителни мрежови джъмпери (като Кат6 и по-високи).

Калайдисана мед: Слой от 2-5μm калай се нанася върху повърхността на безкислородни медни проводници. Калайът може да предотврати окисляването на медта (устойчивостта на окисляване е 5 пъти по-висока от тази на голата мед), осигурявайки стабилна проводимост дори във влажна среда (като компютърни зали с висока влажност на климатизацията). Често се използва в джъмпери за центрове за данни.

Алуминий, покрит с мед (CCA): Алуминиевата сърцевина е покрита с тънък слой мед. Неговата проводимост е само 60%-70% от тази на безкислородната мед, а съпротивлението е ≥0.028Ω·мм²/m. Затихването на сигнала е голямо и се използва само в нискокачествени джъмпери (като Cat5e за временни връзки) поради ниската си цена.

Медно покритие от стомана (CCS): Стоманена сърцевина с медно покритие има висока механична якост, но лоша проводимост (проводимост ≤30% IACS). Използва се само в специални сценарии, изискващи якост на опън (като например външни връзки на къси разстояния), не е подходяща за високоскоростно предаване на данни.

Структура на проводника:

Плътен проводник: Единичен плътен меден проводник с диаметър 0,4-0,6 мм (общи спецификации: 24AWG, 23AWG). Той има стабилни характеристики на предаване на сигнала и ниско затихване, но лоша гъвкавост (минимален радиус на огъване ≥8 пъти диаметъра на кабела). Подходящ е за фиксирано окабеляване в пач панели и помещения за оборудване.

Многожилен проводник: Състои се от 7-19 фини медни жици (с диаметър на всяка жица 0,08-0,1 мм), усукани заедно. Притежава отлична гъвкавост (минимален радиус на огъване ≥4 пъти диаметъра на кабела) и може да издържи ≥10 000 теста на огъване без скъсване. Подходящ е за джъмпери, които изискват често включване и изключване (като например връзки между комутатори и сървъри).

2. Размер и тегло на кабела

Размерът и теглото на мрежовите джъмпери влияят върху удобството им при монтаж, заеманото пространство и структурната стабилност:

Сечение на проводника: Изразява се в AWG (Американски сечение на проводника). Общите спецификации за мрежови джъмпери са 24AWG (диаметър 0,511 мм) и 23AWG (диаметър 0,573 мм). При еднаква дължина, проводниците 23AWG имат по-голямо напречно сечение от 24AWG, с 15%-20% по-ниско затихване. Те са подходящи за високочестотно предаване (≥500 MHz) и джъмпери на дълги разстояния (≥5 м).

Външен диаметър на кабела: Варира в зависимост от категорията кабели и вида екраниране. Неекранираните (Нетолерантна търговия) Кат6 джъмпери имат външен диаметър 5-6 мм; екранираните (СТП) Cat6a джъмпери имат външен диаметър 6-8 мм поради допълнителния екраниращ слой. По-големият външен диаметър осигурява по-добра защита, но заема повече място, така че трябва да се избира според гъстотата на окабеляването (като например шкафове с висока плътност в центрове за данни).

Тегло: 24AWG Нетолерантна търговия джъмперите тежат 12-18 г/м; 23AWG STP джъмперите тежат 20-25 г/м поради екраниращия слой и по-дебелите проводници. Леките джъмпери са по-лесни за управление (като например свързване в снопове и трасиране), докато тежките джъмпери имат по-добра издръжливост.

3. Изолационни и обвивни материали

Изолационните материали изолират съседните проводници, за да предотвратят кръстосано смущение, а обвивните материали предпазват кабела от механични повреди и ерозия от околната среда:

Изолационни материали:

HDPE (полиетилен с висока плътност): Има отлични електрически изолационни характеристики (диелектрична константа 2,3-2,4) и ниско водопоглъщане (≤0,01%/24h). Може да поддържа стабилна производителност в температурния диапазон от -40°C до +80°C. Той е основният изолационен материал за мрежови джъмпери, осигурявайки нисък капацитет между проводниците (капацитет ≤56pF/m).

ПП (Полипропилен): Подобен на HDPE по характеристики, но с по-висока твърдост. Често се използва в изолацията на многожилни проводници, за да се подобри структурната стабилност на снопа проводници.

Разпенен HDPE: Чрез добавяне на разпенващи агенти към HDPE, диелектричната константа се намалява до 1.8-2.0, което може допълнително да намали затихването на сигнала (затихването при 100MHz е с 10% по-ниско от това на твърдия HDPE). Използва се във високочестотни джъмпери (като Cat6a и Кат. 7).

Материали на обвивката:

ПВЦ (поливинилхлорид): Ниска цена, огнеупорен (клас UL94 V-2) и работен температурен диапазон от -15°C до +60°C. Подходящ е за сухи вътрешни помещения (като офис мрежи). Въпреки това, е склонен към втвърдяване при ниски температури и отделя вредни газове при изгаряне.

ЛСЖ (Ниско димно безхалогенно покритие): Без халогенни елементи, ниско отделяне на дим при горене (плътност на дима ≤50% от ПВЦ) и нетоксични газове. Класът на забавяне на горенето може да достигне UL94 V-0, а работният температурен диапазон е от -20°C до +70°C. Задължителен е за центрове за данни, метро и корабни мрежи с високи изисквания за безопасност.

Специалист по икономически въпроси (полиетилен): Отлична гъвкавост и устойчивост на удар, но слаба огнеустойчивост (запалим). Използва се във външни пуловери (с допълнителни Ултравиолетово-устойчиви добавки), за да устои на ерозията от вятър и дъжд.

II. Параметри на електрическите характеристики: Основни показатели, определящи качеството на преноса на мрежата

Електрическите характеристики са най-критичният параметър на мрежовите джъмпери, който директно определя скоростта на предаване, честотната лента и стабилността на сигнала.

1. Категория на кабела и скорост на предаване

Мрежовите джъмпери са класифицирани съгласно стандартите ТИА/ОВОС-568 и ISO/ИЕК 11801, като различните категории съответстват на различни възможности за предаване:

Cat5e (Подобрена категория 5):

Честотна лента: До 100MHz.

Максимална скорост на предаване: 1000 Мбит/с (гигабитов Ethernet) на 100 м.

Ключови приложения: Домашни мрежи, офис настолни компютри и нискоскоростни Интернет на нещата устройства.

Кат6 (Категория 6):

Честотна лента: До 250MHz.

Максимална скорост на предаване: 10Gbps на 55m, 1000Mbps на 100m.

Подобрения: По-строги индикатори за кръстосано смущение и затихване в сравнение с Cat5e, с надлъжен разделител (пластмасова напречна рамка) за изолиране на четири двойки проводници, намалявайки взаимните смущения.

Приложения: Корпоративни гигабитови мрежи, видеонаблюдение (4K камери).

Cat6a (Разширена категория 6):

Честотна лента: До 500MHz.

Максимална скорост на предаване: 10Gbps на 100m.

Подобрения: По-добро екраниране или по-плътно усукване за намаляване на външното кръстосано смущение (AXT), поддържащо пълнодуплексно предаване от 10 Гбпс на цялата дължина от 100 м.

Приложения: 10Gbps опорни връзки за центрове за данни, работни станции за редактиране на видео с висока разделителна способност.

Кат. 7 (Категория 7):

Честотна лента: До 600MHz.

Максимална скорост на предаване: 10Gbps на 100m, 40Gbps на 50m.

Характеристики: Напълно екраниран (SFTP структура), всяка двойка проводници е индивидуално екранирана, а целият кабел е покрит с външен екран. Ефективността на екраниране е ≥85dB при 1GHz.

Приложения: Центрове за данни с висока плътност, предварителна връзка с 40G/100G Ethernet.

Кат. 8.1/Кат. 8.2:

Честотна лента: До 2000MHz (Кат8.1) и 2400MHz (Кат8.2).

Максимална скорост на предаване: 40Gbps/100Gbps на 30m.

Характеристики: Здраво екраниране, съвместимо с RJ45 и ГГ45 конектори, проектирано за високоскоростни връзки на къси разстояния между комутатори и сървъри на центрове за данни.

2. Характеристика на импеданса

Характерният импеданс на мрежовите джъмпери е проектиран да съответства на мрежовото оборудване (обикновено 100Ω), което е от решаващо значение за намаляване на отражението на сигнала и осигуряване на целостта на сигнала:

Номинален импеданс: 100Ω ±20Ω (стандарт ТИА/ОВОС), който трябва да съответства на импеданса от 100Ω на мрежови карти, комутатори и друго оборудване.

Стабилност на импеданса: Колебанията на импеданса в работния честотен диапазон (0-2000MHz) трябва да бъдат ≤15Ω. Прекомерните колебания ще причинят отражение на сигнала (намаляване на загубата от отражение), което ще доведе до битови грешки.

Съгласуване на импеданса: Разликата в импеданса между джъмперния конектор и свързаното оборудване трябва да бъде ≤10Ω. В противен случай ще се получи отражение на сигнала в точката на свързване и загубата от отражение (РЛ) ще бъде ≤10dB, което ще повлияе на стабилността на предаването.

3. Затихване (загуба при вмъкване)

Затихването се отнася до загубата на мощност на сигнала по време на предаване, която се увеличава с честотата и дължината:

Определение: Изразено в дБ, формулата е затихване = 20lg (входна мощност/изходна мощност). Колкото по-малка е стойността, толкова по-добри са предавателните характеристики.

Специфични показатели:

Cat5e: При 100MHz, затихване ≤24dB/100m.

Кат6: При 250MHz, затихване ≤30dB/100m.

Cat6a: При 500MHz, затихване ≤39dB/100m.

Кат. 7: При 600MHz, затихване ≤40dB/100m.

Влияещи фактори: Материал на проводника (безкислородната мед има по-ниско затихване от CCA), площ на напречното сечение (по-дебелите проводници намаляват затихването) и изолационен материал (пяната изолация има по-ниски диелектрични загуби).

4. Кръстосани смущения (смущения между проводниците)

Кръстосаното смущение е смущението на сигнала между съседни двойки проводници, което е основният фактор, ограничаващ скоростта на предаване:

Близък край на кръстосаното смущение (СЛЕДВАЩ): Смущение от предаващия край до приемащия край на съседни двойки в един и същи край на кабела. Колкото по-висока е честотата, толкова по-сериозно е СЛЕДВАЩ.

Стандарти: Кат6 изисква СЛЕДВАЩ ≥44dB при 250MHz; Cat6a изисква СЛЕДВАЩ ≥46dB при 500MHz.

Взаимна интерференция от далечния край (FEXT): Интерференция от предаващия край до приемащия край на съседни двойки в далечния край на кабела. Тя се влияе главно от дължината на кабела и честотата.

Едностепенно преслушване от далечния край (ЕЛФЕКСТ): FEXT минус затихване, което по-добре отразява действителните смущения. Cat6a изисква ЕЛФЕКСТ ≥24dB при 500MHz.

Смущения от чужди кабели (AXT): Смущения между различни кабели в един и същ сноп (като например множество джъмпери, свързани заедно). Това е ключов индикатор за Cat6a и по-високи, изискващ AXT ≥35dB при 500MHz за Cat6a.

Сума на мощността на смущенията в близкия край (PSNEXT): Сумата от смущенията на СЛЕДВАЩ от всички останали двойки към една двойка, която е по-строга от СЛЕДВАЩ. Кат6 изисква PSNEXT ≥42dB при 250MHz.

5. Загуба на отражение (РЛ)

Загубата на отражение е съотношението на мощността на отразения сигнал към мощността на падащия сигнал, отразяващо импедансното съгласуване:

Индикатор: Изразено в дБ, колкото по-голяма е стойността, толкова по-малко отражение. Кат6 изисква РЛ ≥12dB при 250MHz; Cat6a изисква РЛ ≥10dB при 500MHz.

Въздействие: Слабите загуби при отражение (≤8dB) ще причинят изкривяване на сигнала, което ще доведе до загуба на пакети и повторно предаване, намалявайки пропускателната способност на мрежата.

6. Закъснение и изкривяване на закъснението

Закъснение при разпространение: Времето, необходимо на сигнала да премине през кабела. За 100m джъмпери, Кат6 изисква забавяне на разпространението ≤555ns при 250MHz.

Асиметрия на закъснението: Разликата в забавянето на разпространението между четирите двойки проводници. Това е критично за системи с усукани двойки, използващи и четирите двойки (като 10Gbps Ethernet). Кат6 изисква асиметрия на закъснението ≤50ns на 100m, което гарантира, че сигналите от различните двойки пристигат синхронно до приемащия край.