Menu 1.Semester
Testovanie káblov
4.1.1. Vlny
- je cestovanie energie s jedného miesta na iné
Perióda vĺn je hodnota času medzi vlnami, meraný v sekundách
Frekvencia je počet vĺn, ktoré narazia na breh za každú sekundu, meraná v Hz, 1Hz je rovný 1 vlne za 1s
Vlny:
- napäťové vlny v medených médiách
- svetelné vlny v optických vláknach
- elektromagnetické vlny
Perióda – hodnota času kompletného 1 cyklu v sekundách
Frekvencia – počet kompletných cyklov za sekundu v Hz
Impulz – zámerne spôsobené rušenie a impulzy sú pevné, predpovedatelné v dobe
4.1.2. Sínusové vlny a pravouhlé vlny
Sínusová vlna je grafom matematických funkcií, sú periodické.
Pravouhlé vlny sú tiež periodické, nie sú plynulo striedavé v čase. Vlna vydrží jednu hodnotu nejaký čas a potom sa naraz zmení na inú hodnotu, tá sa drží nejaký čas a potom sa rýchlo zmení na pôvodnú hodnotu.
4.1.3. Mocniny a logaritmy
Logaritmus – transformácia čísla podľa pravidiel, alebo matematických funkcií, napr: log 109=9
4.1.4. Decibely
Decibely charakterizujú intenzitu signálu. Pri výpočtoch používame 2 vzorce, log 10 pri meraní vo Watoch, log 20 pri meraní vo Voltoch.
Vzorce:
dB = 10 log10 ( Pfinal / Pref ) , dB = 20 log10 ( Vfinal / Vreference )
- dB popisujú straty alebo zisky energie vlny, obyčajne sú záporné , vtedy reprezentujú stratu, pri kladných zas zisk.
- log10 číslo v zátvorke bude transformované použitím pravidla pre 10 logaritmus
- Pfinal dodanú energiu vo Watoch
- Pref pôvodnú energiu vi Watoch
- Vfinal dodané napätie vo Voltoch
- Vreference pôvodné napätie vo Voltoch
Typickým príkladom merania vo W je meranie v optických vláknach alebo rádiových vlnách, Vo V medených kábloch.
Príklad: Ak dodaná energia 10-6 W a pôvodná energia je 10-3 W, potom bude strata -30dB.
4.1.5. Prezeranie signálov v čase a frekvencia
Osciloskop je dôležité elektronické zariadenie, používané na zobrazenie elektrických signálov ako napätie a impulzy v časovej oblasti. X-sová os reprezentuje čas a Y-lonová reprezentuje U alebo I. Inžinieri používajú frekvenčnú doménovú analýzu na štúdium signálov.
Spektrálny analyzér: zobrazuje frekvenčnú analýzu
4.1.7. Šum v čase a frekvencia
Šum je nežiadúci signál, môže vznikať v prírode alebo v technologických zdrojoch a je pridávaný do dátových signálov v komunikačných systémoch.
Možnosti vzniku šumu:
- blízko káblov, ktoré vedú dátové signály
- rádiové frekvenčné rušenie ( RFI )
- elektromagnetické rušenie ( EMI ), blízkym zdrojom sú motory alebo svetlá
- laserový šum vo vysielačoch alebo prijímačoch optických signálov
Úzke rušenie – šum, ktorý ovplyvňuje malý rozsah frekvencií
4.1.8. Šírka pásma
- analógová, frekvenčný rozsah analógových el. systémov, pri rádio staniciach alebo zosilňovačoch, v Hz
- digitálna, popisuje ako veľa inf. môže pretiecť s jedného miesta na iné za určitý čas, bps
Počas testovania káblov je analógová šírka pásma použitá na určenie digitálnej šírky pásma, médiá, ktoré podporujú vyššiu analógovú šírku budú podporovať vyššiu digitálnu šírku
4.2.1. Signály cez optické a medené vedenia
Základné typy káblov:
- netienený
- tienený, tieniaci materiál chráni dátové signály od externých zdrojov rušenia a šumom generovaným elektrickými signálmi medzi káblami.
Koaxiálny kábel – tienený kábel, pozostáva s pevného medeného vodiča, obklopeného izolujúcim materiálom a vodivým tienením. V LAN je opletenie uzemnené, pre ochranu vnútorného vodiča pred externým el. šumom.
Krútená 2 linka:
- netienená ( UTP ), neobsahuje tienenie
- tienená ( STP ), obsahujú vonkajšie vodivé tienenie, ktoré je uzemnené na odstránenie signálov s vonkajšieho ele. rušenia. STP tiež používajú vodivú fóliu na každom drôtovom páre na odstránenie šumu generovaného ostatnými pármi.
Optický kábel – na prenos používa zväčšovanie a zmenšovanie intenzity svetla
Nepostihuje ich ele. šum, preto nepotrebujú uzemnenie. Využívajú sa medzi budovami alebo poschodiami.
4.2.2. Útlm a straty v medených médiách
Útlm- väčšia vzdialenosť a vyššia frekvencia spôsobujú zvýšenie útlmu, preto sa používa vysoká frekvencia pre testovaní káblov. Udáva sa v dB v negatívnych číslach. Odpor v médiách sa prejavu teplom, ďalšie straty spôsobujú vadné konektory a poškodená zvody na izolácii.
Odpor je meraný striedavým prúdom (AC) v ohmoch, pri Cat5 je to 100Ohm.
Odpor nesúhlasný alebo nespojitý (mišmaš) – pri rôznej impedancii vo vedeniach vplyvom zlých konektorov a poškodených vedení, tzv. časová nespojitosť
Echo – časť prenášaného signálu je odrazená na vysielač vplyvom odporovej nespojitosti, potom pokračuje do prijímača
4.2.3. Zdroje rušenia v medených médiách
TIA/EIA-568-B – certifikát káblov vyžaduje testovanie na rôzne druhy šumov
Prieniky – zahrňujú prenikanie signálu s jedného drôtu do druhého vplyvom elektromagnetickej energie, je väčší, čim je vyššia frekvencia. Merajú sa káblovými testermi, ktoré merajú nežiadúce presluchy medzi 2 pármi
Krútený pár káblu pomáha redukovať prieniky dát alebo šumových signálov s vedľajšieho páru. Vyššia kategória UTP vyžaduje väčšiu zakrútenosť . Pri výrobe konektorov sa snažíme zabezpečiť čo najnižšiu nezakrútenosť káblov.
4.2.4. Typy presluchov
Typy presluchov:
- NEXT near-end
- FEXT far-end
- PSNEXT power sun near-end
NEXT – je vypočítaný ako pomer napäťovej amplitúdy medzi testovaným signálom a presluchovým signálom na rovnakých koncoch linky, je v – dB, nízke – číslo indikuje vyšší šum. Pri dobrých kábloch to je 10dB, - sa neudáva. Meria sa medzi všetkými pármi a na oboch bodoch.
FEXT – menší šum na kábli, vzniknutý vplyvom presluchov na ceste od vysielača
Nie je taký významný, ako NEXT
PSNEXT – navrstvuje celkové efekty NEXT so všetkých drôtových párov káblu. Je vypočítaný pre každý drôtový pár založený na NEXT efekte s ostatných 3 párov. Kombinácia efektov presluchov s viacnásobne súčasne prenášaných zdrojov môže byť veľmi škodlivá pre signál Tento test je vyžadovaný pre TIA/EIA-568-B
4.2.5. Štandardy testovania káblov
TIA-EIA-568-B definuje 10 testov pre medené káble, ktoré musia byť splnené pre použitie v moderných technológiách, pri vysoko rýchlostných LAN.
Potrebné testy pre štandard TIA/EIA:
- Mapa zapojenia – správna pozícia vodiča
- vložené straty
- NEXT
- PSNEXT
- ELFEXT
- PSELFEXT
- Vratné straty
- Šírenie oneskorení
- Káblová dĺžka
- Priečne oneskorenie
Každý pin má presnú funkciu. NIC prijíma signály na 1 a 2, vysiela na 3 a 6.
Chyby vo vedení:
Obrátený pár – keď 1 drôtový pár je správne nainštalovaný ne jednom konektore ale prehodený na 2 konektore.
Rozložený pár – keď sú 2 linky s 2 párov zapojené na nesprávne konektory
Krížový pár – keď je pár pripojený na úplne iný pin na konci
4.2.6. Ostatné testované parametre
Vkladané straty – kombinácia signálového útlmu a odporovej nespojitosti na komunikačnej linke
Presluchy sa merajú v 4 oddelených testoch. Káblový test NEXT od použiteľného testu v jednom káblovom páre a meria amplitúdu presluchového signálu, prenášaných s ostatných párov v kábli.
NEXT je vypočítaná ako rozdiel amplitúdy medzi testovaným signálom a presluchovým signálom meraný na rovnakom koci kábla v -dB, čím väčšie, tým menší NEXT.
Pre ELFEXT test je potrebný FEXT. ELFEX medi pármi vypočítame ako rozdiel medzi nameraným FEXT a vkladanými stratami v drôtených pároch ktorých signály sú rušené podľa FEXT.
Súčet vyrovnaných úrovní na vzdialenom konci (PSELFEXT) je kombináciou efektu ELFEXT so všetkých párov.
4.2.7. Časovo založené parametre
Šírené oneskorenie – jednoduché meranie ako dlho trvá pre signál cesta signálu okolo káblu, meria sa v 100ns. TIA/EIA-568-B štandard určuje limity pre šírenie oneskorení pre rôzne kategórie UTP. Testery merajú dĺžku káblov na základe elektrických oneskorení v kábloch, nie podľa dĺžky plášťa, pretože sú káble vo vnútri skrútené. Pomocou tohto merania sa dá určiť aj vzdialenosť, kde je kábel poškodený.
Šikmé oneskorenie – odlišnosť oneskorenie medzi pármi, je dôležitá pre 1000BASE-T.
4.2.8. Testovanie optických káblov
Optické linky pozostávajú s 2 nezávislých optických vlákien fungujúcich ako nezávislé dátové cesty.
V optike nie sú presluchy. Vonkajšie elektromagnetické rušenie alebo šumy nepôsobia na optiku.
Najčastejšou príčinou odrazou sú nesprávne nainštalované konektory.
4.2.9. Nové štandardy
TIA 568 pridala v 20 júni 2002 kategóriu 6 (Cat 6). Oficiálny názov je ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1. Oproti Cat5 musí prenášať frekvencie do 250MHz a mať nižšie presluchy a straty