Параметры, определяющие электрические свойства витой пары

Электрические свойства витой пары, как обычной направляющей системы электромагнитных колебаний характеризуются сопротивлением R, индуктивностью проводников L, емкостью C, и проводимостью изоляции G.

Активное сопротивление R постоянному току зависит от материала проводника, его геометрических размеров, и его температуры. По распространенному стандарту EIA/TIA-568A это значение не должно превышать 19,2 Ом на короткозамкнутом шлейфе длиной в 100 метров при температуре 20° С.

С увеличением частоты сигнала, активное сопротивление растет. Это обусловлено прохождением тока в основном по части, обращенной к другому проводнику (эффект близости). Вытеснение тока к поверхности проводника (скин-эффект) для проводов тоньше 0,8 мм мало заметен, но какое-то минимальное влияние на уменьшение эффективного сечения то же оказывает.

Проводимость изоляции G является мерой качества материала и его нанесения на поверхность отдельного проводника. В основном на проводимость изоляции влияют затраты на поляризацию диполей материала диэлектрика.

По стандарту, для современных кабелей, величина емкости составляет не более 5,6 нФ.

Особо нужно отметить, что применение экрана вызывает рост емкости примерно на 30%, что существенно снижает его эксплуатационные свойства такого кабеля.

Волновое сопротивление расчитывается по формуле Z = v(R+jwL)/(G+jwC), которую для высоких частот Ethernet можно упростить до Z = vL/C. В рабочем диапазоне кабеля эта величина должна составлять 100 ± 15% Ом.

Способ передачи видеосигнала по витой паре на дистанции 500-2000 м при сравнении с коаксиальным кабелем дает следующие преимущества:

■ Передача по витой паре лучше защищает видеосигнал от внешних электромагнитных помех за счет перевивки проводов в паре. Эта особенность витой пары, а также использование симметричных передатчиков и приемников видеосигнала, позволяет обеспечить качество изображения, значительно менее зависимое от длины линии связи и внешней электромагнитной обстановки. Особенно успешно подавляются магнитные составляющие внешних наводок в низкочастотной области спектра видеосигнала. Подробнее см. статью "Причины искажения видеоизображения" на сайте.

■ Применение экранированных витых пар с заземлением экрана позволяет существенно уменьшить влияние как магнитной, так и электрической составляющих внешнего электромагнитного поля.

Использование витой пары позволяет по одному многопарному кабелю одновременно передавать разнотипные сигналы (видео, звук, телеметрию), причем количество передаваемых сигналов по одному кабелю ограничивается только количеством витых пар в кабеле.

■ Способ передачи изображения по витой паре позволяет существенно снизить финансовые расходы при оборудовании объектов системами видеонаблюдения. Чем протяженнее линии связи и больше количество видеокамер в системе наблюдения, тем выше экономия. К сожалению, способ передачи по витой паре имеет не только достоинства, но и ограничения:

■ Значительные частотные потери и фазовые искажения в спектре передаваемого видеосигнала. Например, при передаче на расстояние 2 км сигнал частотой 4 МГц ослабляется на 80-120 дБ в зависимости от используемой марки витой пары. Компенсация таких потерь приводит к значительному усложнению и удорожанию как передатчиков, так и приемников.

■ Использование многопарных кабелей при передаче видеосигнала на дистанции 1-2 км приводит к сращиванию отдельных кусков кабеля. Для сохранения постоянного волнового сопротивления при разводке линии связи потребуются кабели с близкими параметрами (сечением проводников, диаметром изоляции, направлением и шагом завивки пар).

Передача видеосигнала на дистанции 1-2 км накладывает следующие основные требования на применяемую витую пару:

■ Вне помещения и на промышленных объектах необходимо использовать только экранированную витую пару с обязательным заземлением экрана

■ Для уменьшения затухания видеосигнала на дистанциях 1-2 км проводники витой пары должны быть из меди диаметром 0,4-0,5 мм. Кабели витой пары с омедненными стальными проводниками (например, "полевой кабель" П-274М) лучше не применять из-за потерь более 80 дБ/км в верхней области спектра видеосигнала. Использование витой пары с большим затуханием в области высоких частот приводит к искажениям видеоизображения в виде потери четкости, цвета, искажениям по строкам.

■ Волновое сопротивление витой пары может составлять величину в пределах 100-150 Ом. Несогласованное волновое сопротивление приводит к повторам изображения.

Посмотреть видео:

http://www.russika.ru/ef.php?s=3930