4.2.1 Χάλκινα καλώδια

Τα χάλκινα καλώδια είναι γνωστά ως καλώδια συνεστραμμένων ζευγών (Twisted Pair – TP),  χρησιμοποιούνται στην τηλεφωνία και κυρίως στα δίκτυα υπολογιστών τεχνολογίας προτύπου Ethernet. Σήμερα έχει επικρατήσει το πρότυπο TIA/EIA-568 και υπάρχουν δύο βασικοί τύποι καλωδίων συνεστραμμένων ζευγών:

• Το αθωράκιστο καλώδιο συνεστραμμένων ζευγών (Unshielded Twisted Pair –UTP).

Εικόνα 4.2.1 – Καλώδιο UTP

• Το θωρακισμένο καλώδιο συνεστραμμένων ζευγών (ShieldedTwistedPair -STP).

Εικόνα 4.2.2 – Καλώδιο STP

Το καλώδιο συνεστραμμένων ζευγών (UTP) αποτελείται από τέσσερα ζεύγη καλωδίων. Κάθε καλώδιο, το οποίο καλείται ίνα, αποτελείται από χάλκινο αγωγό με μονωτικό περίβλημα. Μπορεί να είναι δύσκαμπτο (συμπαγές χάλκινο σύρμα), ή ευέλικτο (πολλά λεπτά χάλκινα σύρματα). Οι ίνες είναι ανά δύο περιπλεγμένες [1] και σχηματίζουν τέσσερα ζεύγη.

Τα ζεύγη αποτελούνται από μια έγχρωμη και μια λευκή ίνα (βλέπε εικόνες 4.2.1, 4.2.2). Τα τέσσερα ζεύγη σχηματίζουν το εσωτερικό μέρος του καλωδίου που ονομάζεται δέσμη και περικλείονται από τον μανδύα που είναι το συνθετικό περιτύλιγμα.

Τύποι Θωράκισης

Εκτός από το αθωράκιστο τύπο καλωδίου, υπάρχουν διάφοροι τύποι θωράκισης του καλωδίου STP, όπου στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται όσες παραλλαγές κυκλοφορούν στην αγορά και βρίσκουν χρήση ανάλογα την περίπτωση, με κυριότερες τις S/FTP, F/UTP, SF/UTP (βλέπε εικόνα 4.2.3).

Ακρωνύμιο Βιομηχανίας	Όνομα κατά το πρότυπο ISO/IEC 11801	Θωράκιση καλωδίου	Θωράκιση ζεύγους
UTP	U/UTP	καμία	καμία
STP, ScTP, PiMF	U/FTP	καμία	μεταλλικό φύλλο
FTP, STP, ScTP	F/UTP	μεταλλικό φύλλο	καμία
STP, ScTP	S/UTP	μεταλλικό πλέγμα	καμία
SFTP, S-FTP, STP	SF/UTP	μεταλλικό πλέγμα, μεταλλικό φύλλο	καμία
FFTP	F/FTP	μεταλλικό φύλλο	μεταλλικό φύλλο
SSTP, SFTP, STP PiMF	S/FTP	μεταλλικό πλέγμα	μεταλλικό φύλλο

 

Εικόνα 4.2.3 – Τύποι θωράκισης καλωδίου UTP/STP

Χρήση θωρακισμένων καλωδίων

Η θωράκιση των καλωδίων τα κάνει πιο ανθεκτικά στην εξωτερική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Επομένως είναι καταλληλότερα για χρήση σε τοπικά δίκτυο όπου το περιβάλλον έχει μεγάλη επιβάρυνση λόγω ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όπως για παράδειγμα είναι οι χώροι σε μεγάλες βιομηχανίες και εργοστάσια με συσκευές υψηλής τάσης.

 

Κατηγορίες καλωδίων

Εκτός από την κατηγοριοποίηση των καλωδίων αυτών με βάση τη θωράκιση τους, στην αγορά διατίθενται και ανάλογα με το πρότυπο Ethernet που υποστηρίζουν. Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται οι πιο κοινοί τύποι καλωδίων συνεστραμμένων ζευγών, σε σχέση με την εφαρμογή τους και τη μέγιστη ταχύτητα που επιτυγχάνει το δίκτυο.

Κατηγορία	Μέγιστη ταχύτητα	Συχνότητα	Εφαρμογή
Cat 5	100 Mbps	100 MHz	Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring
Cat 5e	1 Gbps	100 MHz	Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
Cat 6	1Gbps	250 MHz	Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet
Cat 6A	10 Gbps	500 MHz	Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet
Cat 7	10 Gbps	600 MHz	Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet
Cat 7A	10 Gbps	1 GHz	Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet
Cat 8	40 Gbps	2 GHz	Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 25G-40G Ethernet

 

Η κατηγορία του καλωδίου συνήθως αναγράφεται πάνω στο πλαστικό περίβλημά του (Εικόνα 4.2.4).

Εικόνα 4.2.4 – Αναγραφή κατηγορίας καλωδίου πάνω στο περίβλημα

Τερματισμός καλωδίων

Για τον τερματισμό του UTP καλωδίου χρησιμοποιούνται τα βύσματα τα οποία είναι ευρέως γνωστά σαν βύσματα RJ45. Τα βύσματα RJ45 είναι πλαστικά και έχουν επαφές χαλκού οι οποίες είναι ανασηκωμένες.

      

Εικόνα 4.2.5 – Βύσματα RJ45 απλό και θωρακισμένο

Αφού τοποθετηθούν οι ίνες του καλωδίου, με την σωστή διάταξη, χρησιμοποιώντας ένα ειδικό εργαλείο το οποίο ονομάζεται πρέσα (εικόνα 4.2.6) πιέζονται οι επαφές χαλκού προς τα μέσα και καρφώνονται πάνω στις ίνες επιτυγχάνοντας την ηλεκτρική επαφή και ταυτόχρονα τη στερέωση του καλωδίου μέσα στο βύσμα.

Εικόνα 4.2.6 – Πρέσα

Η διάταξη των καλωδίων συνεστραμμένων ζευγών μέσα στο βύσμα δεν είναι τυχαία, αλλά ακολουθεί συγκεκριμένη σειρά. Υπάρχουν δύο διατάξεις καλωδίων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι:

• TIA/EIA-568Α και
• TIA/EIA-568Β.

Σε ένα δίκτυο μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε καλώδια με διάταξη 568Α και 568Β.

Εικόνα 4.2.7 – Διατάξεις T-568A και Τ-568Β

Συνδυασμός διατάξεων προτύπου TIA/EIA

Οι δύο διατάξεις του βύσματος RJ45 συνδυάζονται με τους εξής τρόπους:   Straight cable Και στα δύο άκρα του καλωδίου υπάρχει η ίδια διάταξη των ινών στο βύσμα. Το καλώδιο χρησιμοποιείται για σύνδεση τερματικής διάταξης (πχ. ενός υπολογιστή) με  HUB ή Switch. Crossovercable Στο ένα άκρο χρησιμοποιείται η διάταξη 568Α και στο άλλο η 568Β. Το καλώδιο χρησιμοποιηθεί για να συνδεθούν δύο τερματικές συσκευές χωρίς την μεσολάβηση HUB ή Switch π.χ. δύο υπολογιστές.

 

Υλοποιήστε τις δραστηριότητες 4.2.1 & 4.2.2