ADSL kabl

14. Telekomunikacioni forum TELFOR 2006

Srbija, Beograd, novembar 21.-23., 2006.

ADSL kabl Zvonko Bojiü, dipl. ing. el., Lidija Genþiü, dipl. ing. tehn., Sadržaj - Tendencija sve veüeg razvoja tehnologije komunikacija nametnula je potrebu za bržim prenosom velikih koliþina informacija. U tu svrhu razvila se digitalna tehnologija za prenos podataka tzv. DSL tehnologija. U radu je prikazan kratki opis ADSL tehnologije, konstrukcija jednog tipa ADSL kabla, zahtevi elektriþnih karakteristika, kao i rezultati ispitivanja ovih karakteristika. Kljuþne reþi – ADSL, DSL, kabl. I. UVOD Poslednjih godina u svetu je naglo porasla potreba za razmenom informacija. Lokalne mreže za prenos podataka zahtevaju kanale visokih brzina, koji mogu da prenesu ogromne blokove podataka, slike i video signale. U tu svrhu razvila se digitalna tehnologija za prenos podataka, nazvana xDSL tehnologija (Digital Subscriber Line). Izraz xDSL se koristi da zameni i opiše više vrsta digitalnog prenosa informacija: ADSL, SDSL, VDSL... Sve ove tehnologije mogu se podeliti u dve kategorije: asimetriþna i simetriþna DSL tehnologija. ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) tehnologija spada u kategoriju asimetriþnih DSL tehnologija. Asimetriþnost se odnosi na þinjenicu da se podaci prenose razliþitim brzinama u oba smera, odnosno podaci koji dolaze od telefonske centrale do korisnika (downstream) brže se prenose od podataka koji putuju od korisnika prema telefonskoj centrali (upstream). Najvažnije karakteristike ADSL tehnologije su: - normalno korišüenje telefona, þak i kad je ukljuþen Internet (govor i prenos podataka se mogu odvijati istovremeno), - put za prenos podataka je uvek otvoren, linija je „always on“, - infrastruktura telefonskih bakarnih kablova je veoma stabilna, - veüa sigurnost prenosa podataka. ADSL sistem koristi veü postojeüe bakarne telefonske linije za prenos podataka izmeÿu telefonske centrale i korisnika.

Zvonko Bojiü, dipl. ing. el., Fabrika kablova Zajeþar, Negotinski put bb, Zajeþar, Srbija (telefon: 381-19 - 444 - 333) Lidija Genþiü, dipl.ing.tehn., Fabrika kablova Zajeþar, Negotinski put bb, Zajeþar , Srbija (telefon: 381-19 - 444 - 333)

ýinjenica da isti provodnici prenose istovremeno signale za glas i podatke moguüa je zato što ADSL sistem koristi razliþite frekvencije za svaku uslugu. Za telefonske usluge se koriste niže frekvencije, dok za prenos podataka se koriste više frekvencije. Ispred telefona se postavljaju filteri koji spreþavaju mešanje nižih sa višim frekvencijama koje koristi ADSL modem postavljen ispred raþunara. Asimetriþnost ne predstavlja nikakav problem za veüinu korisnika interneta, jer ogroman broj korisnih podataka ili informacija, korisnik preuzima sa mreže, a manje daje mreži. II. KONSTRUKCIJA ADSL KABLA Razvojem tehnologije komunikacija, gotovo u svim kancelarijama, raþunar je veü zamenio pisma, telefakse, kuüno bankarstvo itd. Sve þešüe ulogu poštara preuzimaju direktni prenosioci podataka, koji moraju da prenesu sve obimniju koliþinu podataka. To dovodi do potrebe konstruisanja novih tipova telefonskih kablova. Oni moraju da zadovolje veoma stroge zahteve u pogledu kvaliteta, kako bi bio omoguüen zahtevani prenos podataka. Na sl. 1. je prikazan jedan tip ADSL kabla konstrukcije 4x2x0,6 mm, uraÿen u Fabrici kablova Zajeþar za potrebe jednog kupca. U daljem tekstu su opisani osnovni elemenati konstrukcije ADSL kabla.

Sl. 1. ADSL kabl 4x2x0,6 mm Provodnik je bakarna žica preþnika 0,6 mm. Mehaniþke, fiziþke i elektriþne karakteristike provodnika su veoma važne za kvalitet kabla. Bakar mora da ima veliku provodnost, provodnik ne sme biti previše mek, a izduženje provodnika mora biti konstantno. Ukoliko se ne zadovolje ovi uslovi, može doüi do promene preþnika

131

provodnika. Velika centriþnost provodnika je izuzetno važna i zato se teži da minimalni i maksimalni preþnik provodnika budu gotovo jednaki. Površina provodnika mora biti glatka i bez neþistoüa. ýista površina provodnika garantuje dobro prijanjanje unutrašnjosti izolacije na provodnik. Selekcija i odabir izolacionog materijala, za ovu vrstu kabla, je od presudnog znaþaja. Pored dimenzije bakarnog provodnika, na elektriþne karakteristike kabla utiþe i izolacija sa svojim elektriþnim, mehaniþkim i geometrijskim karakteristikama. Za brži prenos podataka potrebna je izolacija sa veüom brzinom prostiranja signala. Izolacija sa malom vrednošüu dielektriþne konstante i nižim faktorom dielektriþnih gubitaka koristi se za kablove visokih zahteva. Zato je ovde upotrebljena izolacija od penastog polietilena, prekrivena tankim slojem punog polietilena (foam-skin). Odgovarajuüa debljina izolacije obezbeÿuje zahtevane elektriþne karakteristike, koje su date u tabeli 1. Preþnik, centriþnost, kapacitivnost i stepen ispenjavanja izolacije, kao i njihove tolerancije, veoma su važne karkteristike u procesu izolovanja za kvalitet kabla. Osnovni element použavanja je parica. Dve izolovane i upredene žile þine paricu. U novije vreme parice su se pokazale boljom opcijom za prenos informacija, pri visokim frekvencijama, od þetvorki. Parica mora biti ravnomerno upredena i sa veoma stabilnim korakom

TABELA 1: ELEKTRIýNE

použavanja. To znaþi da žile i svakoj parici moraju imati istu dužinu, iste dimenzije i moraju zadržati konstantno rastojanje izmeÿu njih. ýetiri parice obrazuju jezgro kabla. Vodonepropusnost kabla izvedena je kombinacijom bubreüih traka i bubreüih kanapa. Bubreüi elementi su ovde imali prednost u odnosu na vazelin zbog þistije tehnologije, lakše izrade i lakše montaže kabla. Preko vodonepropusnog jezgra postavlja se plašt. Imajuüi u vidu mesto polaganja kabla (podzemni kablovski kanali), pravilan izbor materijala za plašt je veoma važan. Zato je uzet polietilen, koji je otporan na upijanje vode i dejstvo ostalih komponenata okolne sredine.

III. ELEKTRIýNE KARAKTERISTIKE ADSL KABLA Pravilan izbor materijala i adekvatan proraþun geometrijskih karakteristika ADSL kabla uslovljen je dobrim poznavanjem njegovih karakteristika. Pored standardnih zahteva kvaliteta ADSL kabla u pogledu geometrijskih, mehaniþkih i termiþkih karakteristika, najveüi znaþaj imaju elektriþne osobine. U tabeli 1 je dat opšti prikaz elektriþnih karakteristika na 20oC, koje mora da zadovolji ovaj tip kabla.

KARAKTERISTIKE

Karakteristike Otpornost petlje Otpornost izolacije Radni kapacitet Kapacitivna sprega k1 Karakteristiþna impedansa Slabljenje

ADSL KABLA 4X2X0,6 MM.

Frekvencija max min min max min max max

Vrednost

800

Hz

800 10 1 10 100 1 10

Hz MHz kHz kHz kHz MHz MHz

130 118 10 40 30 400 145 ± 10 0,1 0,26 0,45 1,25 4,2

ȍ/km ȍ/km Gȍkm nF/km nF/km pF/300m ȍ dB/100m dB/100m dB/100m dB/100m dB/100m

NEXT (preslušavanje na bližem kraju)

min

1 10

MHz MHz

55,0 40,0

dB dB

FEXT (preslušavanje na daljem kraju)

min

1 10

MHz MHz

60,0 48,0

dB dB

132

IV. REZULTATI ISPITIVANJA ADSL KABLA Merenja geometrijskih, mehaniþkih, termiþkih i elektriþnih karakteristika ADSL kabla su izvršena u laboratoriji Fabrike kablova Zajeþar. Predmet analize, u ovom radu, biüe samo elektriþne karakteristike kabla.

TABELA 2: IZMERENE

Merenja su izvršena na ureÿaju WireScope 350 i ureÿaju za merenje NF parametra QT-PC firme M.E.A., pri temperaturi od 20oC. Rezultati ispitivanja uzorka od 100 m dati su u Tabeli 2.

ELEKTRIýNE KARAKTERISTIKE

Karakteristike Otpornost petlje Otpornost izolacije Radni kapacitet Kapacitivna sprega k1 Karakteristiþna impedansa Slabljenje

ADSL KABLA 4X2X0,6 MM.

Frekvencija max min min max min max max

Vrednost

800

Hz

800 10 1 10

Hz MHz MHz MHz

126,2 124,7 50 33,78 30,68 400 145 ± 10 1,0 3,4

ȍ/km ȍ/km Gȍkm nF/km nF/km pF/300m ȍ dB/100m dB/100m

NEXT (preslušavanje na bližem kraju)

min

1 10

MHz MHz

80,4 57,1

dB dB

FEXT (preslušavanje na daljem kraju)

min

1 10

MHz MHz

95,7 77,3

dB dB

Otpornost petlje predstavlja ukupnu otpornost upredenih provodnika jedne parice. Izmerene vrednosti otpornosti petlje kabla iznosile su 125,45 ± 0,75 ȍ/km Otpornost izolacije izmeÿu bilo kog provodnika i svih ostalih provodnika spojenih zajedno merena je pri naponu od 500 V, u trajanju od 1 minute. Ova vrednost mora biti uravnotežena, tako da ne postoje znaþajna odstupanja ove veliþine na razliþitim paricama. Izmerena je vrednost otpornosti izolacije od 50 Gȍkm, što predstavlja daleko veüu vrednost od propisane. Radni kapacitet parica u kablu, meren je pri frekvenciji od 800 Hz i izmerene vrednosti su bile 32,23 ± 1,55 nF/km. Maksimalna kapacitivna sprega k1, izmeÿu bilo koje dve parice u kablu, merena je na frekvenciji od 800 Hz i dobijena je vrednost od 10 pF/300m. Karakteristiþna impedansa se definiše kao otpornost duž parice na koju nailazi elektriþni signal pri svom prostiranju. Ova veliþina je konstantna celom dužinom parice i razliþita je za razliþite tipove kablova. Karakteristiþna impedansa zavisi od tri parametra: preþnika provodnika, rastojanja izmeÿu parica i dielektriþne konstante izolacije. Izmerene vrednosti karakteristiþne impedanse parica kretale su se u opsegu od 135 do 150 ȍ, pri frekvenciji od 10 MHz. Jaþine elektriþnih siganala, prostiruüi se duž jedne parice, smanjuju se od poþetka ka kraju parica. Smanjenje ili prigušenje signala jedne parice objašnjava se njenim gubicima koji se javljaju zbog nesavršenosti provodnika i izolacije i rastu sa poveüanjem frekvencije.

Slabljenje na frekvenciji od 1 MHz je 1,0 dB/100m, a na 10 MHz je 3,4 dB/100m. NEXT (Near End Crosstalk) – preslušavanje na bližem kraju je veliþina koja opisuje uticaj jedne parice na drugu na poþetku kabla sa kog se i šalje signal. Sa porastom frekvencije ovaj uticaj je veüi. Veüe izmerene vrednosti ove veliþine ukazuju na manji meÿusobni uticaj parica na bližem kraju (manje preslušavanje). Izmerene vrednosti NEXT-a za 1 MHz iznose 80,4 dB, a za 10 MHz – 57,1 dB. FEXT (Far End Crosstalk) – preslušavanje na daljem kraju je veliþina koja opisuje meÿusobni uticaj parica na kraju kabla suprotnom od onog sa kog se šalje signal. I ova elektriþna karakteristika je merena u opsegu od 1 do 100 MHz. Kao što se vidi iz tabele 2, za 1 MHz izmerena je vrednost 95,7dB, a za 10 MHz - vrednost 77,3 dB.

133

V. ZAKLJUýAK U Fabrici kablova Zajeþar uraÿena je po prvi put jedna vrsta ADSL kabla. Izmerene elektriþne, mehaniþke, termiþke i fiziþke karakteristike kabla ukazle su na to da je uraÿen veoma kvalitetan kabl i da u potpunosti može da se upotrebi za svoju namenu. Prikazne rezultate ispitivanja verifikovao je i kupac svojim ispitivanjima, tako da je nova naruþena koliþina ADSL kabla udvostruþena.

ABSTRACT Tendency for the increased development of communication technology imposed the need for faster transmmission of great amount of information. For that purpose the digital technology for data transmission, so called DSL technology, was developed. This paper presents short description of ADSL technology, design of ADSL cable, requirements for the electrical characteristics as well as the results of testing of these characteristics.

LITERATURA [1] Standard FZA TS 0089/00: 1998 [2] Internet prezentacije DSL Forum-a [3] Internet prezentacije vezane za ADSL tehnologiju

ADSL CABLE Zvonko Bojiü, dipl. ing. el., Lidija Genþiü, dipl. ing. tehnologije

134