TEMA3

REŢELE DE COMUNICAŢII PRIN CABLU

Retele de telecomunicatii

Consideratii generale

Retelele de telecomunicatii furnizeaza utilizatorilor servicii la distanta prin intermediul carora se pot transmite/receptiona informatii de diverse tipuri. Conectarea în retea a terminalelor de diverse tipuri si pentru diferite servicii a devenit necesara odata cu cresterea ariei de raspândire a acestora. Retelele au ca functie principala conectarea permanenta sau temporara (comutatia) a doi sau mai multi utilizatori sau distribuirea aceluiasi mesaj/informatie la un numar mare de utilizatori (difuziune).

Dezvoltarea tehnologiei comunicatiilor are loc astazi în paralel cu tehnologia calculatoarelor, acestea din urma fiind componente inerente ale retelelor de telecomunicatii moderne si ca puncte terminale si ca sisteme de comanda a transportului în retea.

Arhitecturi noi de retele si metode de interconectare a acestora.

- IDN ("Integrated Digital Network") - retea digitala integrata ca dezvoltare a retelei   telefonice clasice;

- ISDN ("Integrated Services Digital Network") - retea digitala (numerica) cu integrare a serviciilor;

- B-ISDN - retea digitala cu integrare a serviciilor de banda larga - ca suport universal pentru o multitudine de servicii : de voce/date/texte/imagini;

- LAN , MAN , WAN - retele locale ,metropolitane si de arie mare între calculatoare / terminale - interconectate între ele direct sau prin B-ISDN;

- IN ("Intelligent Network") - retea inteligenta.

Dezvoltarea retelelor are loc în doua planuri :

- retele private (locale, metropolitane)

- retele publice (metropolitane si de arie mare).

Structura unei retele de telecomunicatii

Necesitatea existentei retelei de telecomunicatii apare în mod evident atunci când se pune problema interconectarii a n≥2 statii de utilizator, numite în continuare terminale.

În figura este prezentata structura topologica a unei retele (R). Elementele componente sunt: subreteaua de comunicatie/transport (RC), terminalele- utilizator/gazda (T); centrele de comutatie (noduri de retea) (C); jonctiunile între centre (J); jonctiunile externe pentru legarea cu alte retele (JE)- includ în ele si sistemele de transmisie la distanta.

Principalele topologii utilizate pentru subreteaua de comunicatie sunt: retea plasa sau cu interconectare totala, retea poligonala sau inel, retea în arbore cu 0, 1, 2, sau mai multe nivele si variantele corespunzatoare, retele neregulate, retele mixte care interconecteaza mai multe retele din tipurile precedente. În practica,

retelele mari au structuri topologice mixte.

Structura retelei telefonice

Reteaua telefonica nationala este alcatuita din : reteaua urbana, reteaua rurala si cea interurbana.

Reteaua urbana - este compusa din :

-centre telefonice urbane (CT) si tandem (CTd) ;

-linii de abonat ale posturilor telefonice urbane si tandem (cablurile urbane);

-circuite de jonctiuni dintre centrele urbane si tandem (cablurile de intercomunicatie).

Reteaua rurala - cuprinde retele de abonat corespunzatoare abonatilor telefonici din mediul rural si centre telefonice terminale.

Reteaua interurbana - este alcatuita din :

- centre de tranzit interurbane,  ierarhizate în functie de conectarea realizata :

Centre de zona (CZ)- care asigura concentrarea traficului mai multor judete. Fiecare centru de zona este conectat cu toate celelalte centre de zona. Un centru de zona este conectat cu centrele de distributie pe care le deserveste. Centrele de zona asigura, de asemenea, accesul retelei telefonice nationale spre reteaua telefonica internationala.

Centre de distributie (CD)- sunt amplasate, de obicei, în resedinta de judet; ele asigura concentrarea traficului de la centrele de grup ale judetului si permit accesul abonatului din judet spre centrul de zona prin care se obtine accesul spre reteaua telefonica a oricarui judet.

Centre de grup (CG)- au rolul de a concentra traficul din interiorul unei zone rurale si de a asigura interconectarea centrelor terminale deservite la centrul de distributie .

- reteaua cablurilor interurbane simetrice de joasa si înalta frecventa, a cablurilor coaxiale si a fascicolelor de radiorelee ;

- sisteme de transmisiuni analogice.

Retea telefonica internationala cuprinde

- centrale internationale

- sistemele internationale de transmisiuni analogice.

Tipuri de retele de telecomunicatii

v    Variante functionale de retele

PSTN (Public Switching Telecommunication Network) - este reteaua clasica telefonica, ce are ca obiectiv principal asigurarea de comunicatii telefonice si de date prin realizarea interconectarii a doua terminale care opereaza cu semnale analogice.

N-ISDN (Narowband Integrated Service Digital Network) - este o retea digitala cu comutatie de circuite care permite accesul abonatilor la un numar mare de servicii de baza si suplimentare.

B-ISDN (Broadband Integrated Service Digital Network) - este o retea digitala cu integrarea serviciilor de banda larga.

PLMN ( Public Land Mobile Network ) - este reteaua de telecomunicatii care asigura controlul comunicatiilor prin statiile mobile MS (Mobile Station).

INTERNET - retea globala de calculatoare.

v    Retele de telecomunicatii conventionale

Prin servicii "conventionale" întelegem serviciile oferite în mod uzual de retelele actuale, dezvoltate în ultimele doua decenii.

- Reteaua telefonica - ofera serviciul de baza telefonic. Reteaua analogica "clasica" a fost dezvoltata în esenta pentru acest serviciu. Ea poate asigura însa functia de transport pentru alte servicii ca: facsimil, videotex, date, teleactionari, daca se folosesc pentru acestea terminale dedicate, conectate la retea prin interfete adecvate.

- Reteaua telex - ofera serviciul de telegrafie comutata (transmisie de texte cu viteza mica). Permite trafic de texte între masini telex, prin proceduri standard. Este necesara compatibilitate între echipamentele implicate din punct de vedere al vitezelor si codului.

- Retele de date publice sau private - retelele de date permit schimburi de date folosind comutatia de circuite si/sau pachete. S-au definit în standarde clase de abonati pentru diverse viteze, coduri, mod de stabilire/deconectare a legaturii. Pentru faza de transmisie nu exista specificatii fixe privind codurile, protocoalele de comutatie, acestea fiind de regula specificate de utilizatori.

1. Care este structura retelei telefonice urbane
2. Care este rolul unei centrale de zona?
3. Precizati semnificatia notatiilor utilizate în schema de reprezentare a unei retele de telecomunicatii

v  Retele de calculatoare

Consideratii generale

Retelele de calculatoare nu mai sunt de ceva vreme un lux chiar si pentru companiile mici, ele au devenit o necesitate obiectiva. În acelasi timp pentru a fi utile, retelele trebuie realizate nu artizanal ci conform standardelor internationale.

Se pot proiecta, si executa sisteme de cablare structurata. În functie de configuratia dorita, se pot realiza sisteme de cablare de categorie 5, 5e, 6, numai cu cablu UTP/STP sau combinat cu fibra optica , conform cu situatia specifica din teren.

Cablarea structurata este bazata pe premiza ca o retea de cabluri de comunicatie reprezinta o parte integranta a infrastructurii cladirii si drept urmare trebuie sa aiba o viata utila de cel putin 10 ani.

     Fiind independenta de aplicatie, ea trebuie sa ofere suportul necesar obtinerii unei performante maxime pentru fiecare aplicatie, fie ca avem de-a face cu transmisii de voce, date sau imagini.

Sistemul de cablare structurata reduce simtitor costul pe termen lung al cablarii pentru comunicatii a cladirii prin eliminarea necesitatii de-a instala noi cabluri si echipamente de fiecare data cand utilizatorul isi schimba locul de munca sau cand este schimbata amplasarea echipamentelelor din zona de lucru, respectiv ehipamentele de retea.

In plus este furnizata o interfata utilizator asemanatoare cu priza electrica, usor de folosit. Sistemul de cablare structurata respecta standardele in vigoare pentru a asigura o compatibilitate pe termen lung cu aplicatiile de retea vitoare.

Un calculator care trebuie conectat la retea trebuie sa aiba o placa de retea (Network Interface Card sau pe scurt NIC). Aceasta este o placa ce permite comunicarea in retea de la si catre acel computer. Ea se monteaza pe un slot PCI al placii de baza si are un port prin care se realizeaza conectarea in retea a computerului.

Cardul de retea are nevoie de un driver prin care sa poata fi controlat. In cazul in care cardul este plug & play, resursele sunt configurate automat.

Insa daca computerul are o placa de retea nu inseamna ca s-a conectat la retea. Este necesar un mediu de transmisie a datelor (cablurile) precum si echipamente specifice.

Echipamentele principale folosite in realizarea unei retele de calculatoare

ECHIPAMENTE PASIVE

patch-panel

prize

conectori

cabluri

patch-cord

ECHIPAMENTE ACTIVE

switch

router

lan card

ACCESORII

rack

Etapele principale în realizarea unei retele de calculatoare

1. Proiectarea retelei

2. Instalare echipamente de retea pasive

-priza UTP simpla aplicata

-priza UTP dubla aplicata

-Rack / cabinet metalic

-Patch-Panel 16 / 24 porturi

-Patch-Panel 48 Porturi

3. Pozare cablu UTP

-direct pe suport / perete (fara canal de cablu) sau

-in canal PVC de cablu

4. Mufare cablu UTP / patch cord (la ambele capete)

5. Instalare echipamente de retea active

-Hub / Switch < 8 porturi

-Switch: 8 / 16 porturi

-Switch: 24 / 48 porturi

1. Care este semnificatia termenului "cablare structurata"
2. Care este rolul unei placi de retea?
3. Precizati cateva echipamente folosite intr-o retea de calculatoare
4. Care sunt principalele etape in realizarea unei retele de calculatoare?

• TIPURI DE CABLURI PENTRU REALIZAREA REŢELELOR DE TELECOMUNICAŢII

TIPURI CONSTRUCTIVE DE CABLURI TELEFONICE

Cu conductoare metalice :

cu manta de PVC(policlorura de vinil) ;

cu manta de PE(polietilena) umplute cu gel impotriva patrunderii apei (tip ALPET);

autopurtate si neautopurtate;

coaxiale ;

Cu FO -folosite pentru intercomunicatii între centralele telefonice ale aceleasi localitati si pentru legaturi telefonice interurbane.

v     Elemente componente ale cablurilor telefonice

CABLURI CU CONDUCTOARE METALICE

Cablurile de telecomunicatii sunt formate din trei elemente constitutive:

- conductoare

- izolanti

- învelis (camasa sau manta)

Materialele de baza folosite la fabricarea cablurilor sunt:

- cuprul (Cu), aluminiu (Al) din care se obtin conductoare

- hîrtia electroizolanta, bumbacul, matasea, iacul, materialele plastice etc. folosite ca izolanti;

- plumbul, fierul, iuta, bitumul, policlorura de vinil, etc. , folosite la fabricarea învelisului.

Conductoarele

Conductoarele sunt fire de cupru (Cu) sau aluminium (Al) de diferite grosimi (calibre). Cuprul folosit la fabricarea cablurilor se obtine din calcopirita (minereu de Cu). Acesta se trateaza mai întâi în cuptoare, de unde iese sub forma de placi sau de bare. În aceasta forma cuprul este supus electrolizei într-o solutie slaba de sulfat de cupru. La catod se depune cuprul pur. Astfel obtinut, el se numeste cupru electrolitic si este un material superior, cu o mare conductibilitate electrica.

Cuprul se trage în fire de diferite diametre: 0, 4; 0, 5; 0, 51; 0, 6; 0, 64; 0, 7; 0, 8; 0, 9;1, 0; 1, 2; 1, 27; 1, 3 mm.

Conductoarele de calibru 0, 4 - 0, 9 mm inclusiv sunt utilizate pentru cablurile urbane; firele de calibrul 0, 9 - 1, 3 mm se folosesc pentru cablurile interurbane. Conductoarele de cablu se pot trage si din aluminiu; ele au o grosime mult mai mare decât cele de Cu (f=1, 55 mm este diametrul cel mai obisnuit). Conductoarele de Al se întrebuinteaza pe o scara mai redusa, ele având caracteristici mai putin avantajoase, pentru telecomunicatii.

Indiferent din ce material se confectioneaza, conductoarele trebuie sa îndeplineasca urmatoarele conditii de calitate:

- sa aiba sectiunea rotunda si la fel de groasa pe toata lungimea lor;

- sa nu prezinte pete, crapaturi, aschii, muchii sau îndoituri (cârcei);

- sa nu aiba înadiri, în afara de cele admise;

- rezistenta de rupere cât si rezistenta electrica la înadire sa se înscrie în norme.

Firele de Cu se întrebuinteaza în general asa cum ies din fabrica. La comanda beneficiarului, ele se pot acoperi cu un strat de cositor sau de lac, dupa necesitati; Astfel acoperite ele se utilizeaza la fabricarea cardurilor de conexiune din centralele telefonice (cabluri ce leaga diferite elemente ale centralelor).

Izolatia

Conductorii cablului se acopera cu unul sau mai multe straturi de izolatie dupa tipul de cablu ce urmeaza a se fabrica (urban, interurban etc. ).

Izolatia poate fi formata din: hârtie electroizolanta, bumbac, matase, materiale plastice si în cazuri mai rare din cauciuc s.a.m.d. Hîrtia folosita în acest caz este o hârtie speciala care se taie sub forma de benzi de 0,06-0,2 mm grosime si de 4-6 mm latime. Dimensiunile variaza între aceste limite dupa felul cablului.

O buna hârtie electroizolanta trebuie sa îndeplineasca urmatoarele conditii:

-sa fie perfect uscata;

-sa nu absoarba umezeala;

-sa nu contina substante vatamatoare;

-sa fie uniform de groasa;

-sa aiba în orice punct aceeasi structura;

-sa nu crape sau sa se rupa la parafinare;

-sa aiba coloratia stabila, care sa nu dispara la lumina solara, sau electrica si nici sub actiunea parafinei;

-sa nu contina acizi.

O buna parte din conditiile de mai sus se pretind si celorlalte materiale izolante. Modul de asezare a izolatiei pe conductoare poate varia de la fabrica la fabrica. Se cunosc urmatoarele tipuri de înfasurari:

-în spirala: hîrtia se înfasoara elicoidal pe conductoare si se petrece margine peste margine circa un sfert din latimea ei;se asigura astfel o izolare completa a conductorului (fig.a);

-în teaca: firul este îmbracat de-a lungul unei benzi de hârtie asezate în lungime;în acest caz izolamentul se fixeaza pe conductor cu ajutorul unui firisor de bumbac care se rasuceste în spirala peste hârtie (fig.b);

-în pasta (pulp): conductorul se acopera cu hârtie sub forma de pasta, oferind o izolare superioara celorlalte sisteme (fig.c).

La cablurile de mare distanta se mai aplica pe conductorul în spirala un firisor de hârtie de bumbac sau de material plastic (fig.d). -

Fig. a.b.c. Izolrea conductoarelor: a-izolare cu hârtie în spirala; b-izolarea cu hârtie în teaca; c-izolarea cu hârtie în pasta (pulp); d-izolarea cu hârtie sau stiroflex cu cordel.

Aceasta poarta denumirea de cordel. El are rolul de a mentine izolatia egal distantata de fir si de a forma astfel un strat uniform de aer între conductor si hârtie. Astfel de cabluri au deci izolamentul de aer si hârtie(izolament aer-hârtie).

Formarea miezului

Conductoarele unui cablu pot fi grupate în perechi sau în cuarte. Totalitate lor formeaza miezul sau inima cablului. Perechea este cea mai simpla formatie compusa din doua conductoare izolate si rasucite între ele, dupa un anumit pas, care poate varia între 10-30 mm. Cuarta este o formatie de conductoare imediat superioara perechii. Ea este compusa din patru fire izolate si rasucite între ele dupa sisteme de torsadare mai complexe.

Cuartele folosite în mod curent, deci cele mai obisnuite în prezent sunt:

-sistemul în dubla pereche notat în plan DP, DM, MT;

-sistemul în stea.

Cuarta în dubla pereche are conductoarele perechilor asezate unul lânga altul;conductorul însemnat cu o linie formeaza o pereche cu cel însemnat cu doua linii(perechea I); a doua pereche este formata din firul însemnat cu trei linii si cel cu patru linii pe conductoarele respective (perechea II).

Oricum ar fi format miezul, din perechi sau din cuarte, straturile de conductoare se rasucesc în miez (torsadeaza) conform aceleiasi reguli: straturile cu sot sunt rasucite într-un sens, iar straturile fara sot în sens opus. În acest fel, un strat rasucit într-un sens se învecineaza cu altele doua rasucite în sens invers. Niciodata doua straturi alaturate nu vor fi rasucite în acelasi sens.

O torsadare corecta înlatura inductia dintre circuite si împiedica deci aparitia fenomenului de diafonie. Miezul astfel format, se trage în benzi de hârtie sau de pânza si se ruleaza pe bobinele metalice, care se introduc apoi în autoclave pentru uscare. Fisa tehnologica respectiva indica durata si temperatura de uscare, în functie de capacitatea numerica a perechilor si de alti factori de fabricatie.

Aceste operatii se conduc cu foarte multa atentie, caci orice abatere sau nerespectare a normelor tehnice de fabricatie, are drept urmare arderea sau prajirea izolatiei, ori insuficienta ei de uscare. si într-un caz sau altul, cablul este rebutat deci nu poate fi folosit pentru productie.

Învelisul sau mantaua

Dupa uscare, miezul este trecut la presa de plumb, unde se acopera cu un strat de plumb; de fapt materialul utilizat pentru învelirea miezului de cablu este un aliaj de plumb care în mod uzual este denumit plumb. În presa, printr-o compresie puternica asupra aliajului în stare lichida, se formeaza pe miez, de jur imprejur, un tub de plumb.

Aliajele cele mai întrebuintate în fabricarea cablurilor sunt:Pb-97, 5% ;Sn-2% si Cd-0, 5%. De asemenea, se utilizeaza destul de des si aliajul Pb-Sn-Sb, care da o mare duritate camasii cablului.

Este important de retinut ca plumbul pur nu se foloseste la fabricarea cablurilor pentru ca este foarte maleabil, nu are rezistenta mecanica si cristalizeaza foarte usor sub influenta trepidatiilor.

Grosimea plumbului, cât si compozitia sa, depind de felul cablului, de numarul de conductoare si de calibrul lor;astfel învelisul unui cablu armat va fi diferit de învelisul aceluiasi cablu nearmat. De asemenea, la un cablu cu conductoare mai groase, învelisul de plumb va fi mai gros în comparatie cu acelasi cablu cu conductori mai subtiri. În general, grosimea mantalei de plumb variaza între 1, 4 si 4, 5 mm.

Tehnica moderna a dat însa un mare impuls utilizarii materialelor plastice, datorita faptului ca acestea pot rivaliza si înlocui o buna parte din materialele feroase si neferoase folosite. În sectorul de cabluri, aliajul de plumb si izolatia conductoarelor au fost si ele înlocuite de policlorura de vinil, polietilena care fac fata cu succes în fabricarea cablurilor de telecomunicatii atât ca învelis al conductoarelor cât si al miezului de cablu.

Armatura cablurilor

Cablurile care se instaleaza direct în pamânt sau pe fundul apelor, poseda deasupra camasii de plumb, unul sau mai multe straturii metalice, formate din benzi de otel moale, din bare cilindrice, trapeizoidale sau în forma literei 'Z'. Acestea formeaza armatura cablului.

Armatura se calculeaza si se compune dintr-unul sau mai multe straturi în functie de solicitarile la care urmeaza a fi supus cablul(armat în sapatura, autosuspendat, subfluvial). Pentru a proteja învelisul de plumb, armatura nu se aplica direct peste el, ci peste un strat combinat de iuta si bitum care formeaza un strat elastic protector, denumit perna sau salteaua cablului.

Un exemplu de ordinea asezarii straturilor la armarea cablului este:

-un strat de bitum vâscos, care se aseaza peste camasa de plumb;

-un strat de hârtie gudronata;

-un strat de bitum subtire;

-un strat de iuta gudronata;

-un strat de doua benzi de otel;

-un strat de bitum vâscos;

-un strat de iuta gudronata;

-un strat de var stins.

Primele patru straturi formeaza perna cablului, care are un dublu rol:

-sa protejeze învelisul de plumb fata de armatura de otel;

-sa izoleze electric cablul fata de sol.

De regula armatura se compune din benzi de otel.

Uneori armaturile speciale trapezoidale 'Z', se pot combina cu benzile din otel;de pilda în cazul cablurilor subfluviale, care sunt supuse la eforturi foarte mari, este necesar ca aceste eforturi sa fie preluate numai de armatura cablului, fara ca ele sa solicite camasa de plumb sau conductoarele cablului;pentru aceasta armatura trebuie sa corespunda la o rezistenta de rupere de 70-120kgf/mm2.

Se construiesc deci aceste cabluri cu armatura foarte puternica din bare de otel de 4-7 mm grosime având pasul foarte prelung(1-2 m).

În general dimensiunea si forma armaturii depinde de greutatea cablului si de destinatia lui.

Bitumul utilizat la armarea cablurilor trebuie sa fie rezistent la temperaturi ridicate;de asemenea si compozitia sa trebuie sa fie fara influente daunatoare plumbului sau otelului. Verificarea la scurgere se face asupra unei bucati de circa 300 m lungime care se supune la o temperatura de 40 grade celsius timp de o ora. În tot acest timp, masa de bitum nu trebuie sa curga din cablu.

Stratul de var folosit la armare evita lipirea spirelor între ele, fapt care ar îngreuna derularea cablului de pe tambur, în timpul instalarii lui. În unele cazuri stratul exterior de iuta gudronata este suprimat; de exemplu cablurile subfluviale cît si cele care eventual se trag în conducta, nu au acest ultim strat.

Aplicatii

1. Indicati în scris care sunt elementele componente ale unui cablu cu conductoare metalice

2. Completati tabelul de mai jos cu denumirea materialelor utilizate pentru constructia unui cablu de telecomunicatii cu conductoare metalice.

3. Definiti ce este o cuarta si precizati care sunt variantele de cuarte utilizate în mod curent la realizarea miezului unui cablu telefonic .

4. Definiti notiunea de torsadare a conductoarelor unui cablu si precizati rolul ei.

5. Pentru reprezentarile de mai jos precizati tipul de torsadare folosit la conductoarele cablului completând spatiile libere.

CABLURI CU FIBRE OPTICE

Fibrele optice se pot folosi individual(cordon de fibra)sau grupate în cabluri.

Elementele unui cablu sunt: miezul cablului, înfasurarile(material plastic, aramida, kevlar), elementul central de rezistenta, interstitiile cu aer sau gel, tuburile protectoare, fibrele optice, mantaua cablului, cablul de otel (pentru cabluri aeriene).

Constructia cablului: în jurul elementului central de rezistenta se rasucesc tuburile largi, protectoare cu fibre optice -elementul central poate fi utilizat ca element de rezistenta. Înfasurarile (din material plastic, Kevlar) se realizeaza peste elementul central si tuburile largi astfel încât sǎ dea miezului o forma rotunda. Tuburile protectoare largi sunt reprezentate de o teava mica, din plastic în interiorul careia se afla una sau mai multe fibre optice. Mantaua se poate realiza din:

polietilena PE; policlorura de vinil PVC; etilen propilena florurata FEP; copolimer etilen/acetat de vinil EVA.

Cablul de otel reprezinta elementul de sustinere aerianǎ a cablului cu fibrǎ optica.

Cablu cu fibre optice pentru interconectare

v     VARIANTE DE CABLURI TELEFONICE

Cablurile de telecomunicatii se clasifica dupa diferite criterii.

Dupa modul de utilizare

cabluri urbane

cabluri interurbane

cabluri de centrala

cabluri cu destinatii speciale 

Dupa modul de pozare

cabluri subterane

cabluri pozate în canalizatie

cabluri pozate aeriene

cabluri subfluviale

Dupa tipul mantalei de protectie

cabluri cu mantale din plumb

cabluri cu mantale din aluminiu

cabluri cu mantale din materiale termoplastice policlorura de vinil, polietilena etc.

a)Cabluri urbane

Cablurile de telecomunicatii urbane se utilizeaza la cablarea zonelor urbane si sunt destinate sa functioneze la o tensiune maxima de exploatare de 150V.

• Dupa destinatia lor cablurile urbane sunt:de abonati si de intercomunicatie.

Cablurile de abonati-sunt destinate legaturii dintre centrala telefonica si posturile de abonati ai acestei centrale. De obicei aceste cabluri sunt cabluri în perechi. Ele pot avea diferite capacitati, cuprinse între 6 si 2424 perechi. Toate conductoarele cablurilor de abonati au diametrul cuprins între 0, 4 si 0, 9 mm. În ultima vreme, se folosesc cabluri cuartate.

Cablurile de intercomunicatii-sunt destinate legaturii directe între centralele telefonice ale aceleiasi localitatii. Aceste cabluri au diametre ale conductoarelor de la 0, 5 mm în sus. De obicei, ele contin conductoare cu doua diametre:cele mai multe au diametrul de 0, 5.0, 6 mm, iar celelalte de 0, 9 mm(mai rar de 0, 8 mm). Ele se numesc cabluri compuse.

• Dupa modului de pozare, cablurile de telecomunicatii urbane se grupeaza astfel:

Cabluri de telecomunicatii aeriene montate pe fatadele cladirilor sau pe

stâlpi;

Cabluri de telecomunicatii subterane pozate direct în sol sau în canalizatie.

Aceste cabluri au conductoarele din cupru, grupate în perechi sau cuarte. Izolatia conductoarelor se face cu benzi de hârtie impregnata , aplicata prin suprapunere, formând o pereche a cablului. Miezul cablului este protejat de o manta cilindrica din Pb, iar straturile de protectie ce acopera mantaua sunt formate din hârtie si fire de cânepa. Armarea se face cu benzi de otel laminate sau cu sârme rotunde din otel, zincate sau late. Impregnarea straturilor de protectie se face cu bitum.

Tipuri constructive si modul de simbolizare:

-THUPY si THUP2Y-cablu de telecomunicatii urban cu izolatie din hârtie în manta de plumb si manta de PVC,

THUPAbI-cablu de telecomunicatii urban cu izolatie de hârtie în

manta de plumb, armat cu învelis exterior din fire textile,

-THUPArI-cablu de telecomunicatii urban cu izolatie de hârtie în manta de plumb, armat cu sârma de otel cu învelis exterior din fire

textile,

-TU2YY-cablu de telecomunicatii urban cu izolatie de polietilena în manta de PVC,

-TUHPAbY-cablu de telecomunicatii urban cu izolatie de hârtie în manta de plumb, armat cu benzi de otel, cu manta exterioara din PVC.

-TUHAY si TUHA2Y-cablu de telecomunicatii urban cu izolatie de hârtie în manta de aluminiu, cu manta exterioara din PVC sau polietilena.

b)Cabluri interurbane

Cablurile de telecomunicatii interurbane sunt utilizate pentru cablarea traseelor de mare distanta. Acestea pot fi omogene, când cablul contine conductoare cu acelasi diametru si aceleasi grupe de conductoare sau neomogene, când cablul contine conductoare sau grupe de conductoare cu diametre diferite. Cablurile interurbane sunt destinate sa functioneze la o tensiune maxima de 250V. Cablurile interurbane sunt cabluri cuartate, diametrul conductoarelor fiind cuprins între 0, 9 mm si 1, 4 mm;Toate cablurile interurbane sunt armate, caci se instaleaza în sapatura.

Cablurile de telecomunicatii interurbane pot fi de joasa sau de înalta frecventa.

Conductoarele sunt din cupru, înfuniate în perechi cu un anumit pas, în cuarte dubla pereche DM(Diesel horst-Martin)sau cuarte S(stea).

a) cuarta stea b) cuarta combinata

LEGENDĂ:

-conductor cupru

-sfoara hârtie

izolatie cu banda de hârtie

-fire de bumbac,

umplutura de hîrtie

Pentru a micsora capacitatile parazite între conductoare, acestea se izoleaza întâi cu sfoara de hârtie(cordel) si abia apoi cu banda de hârtie.

În scopul maririi distantei de transmisie s-a ajuns la necesitatea maririi artificiale a inductivitatii conductoarelor cablurilor interurbane.

Cablurile interurbane cu inductivitate marita se numesc cabluri cu încarcare inductiva. Încarcarea inductiva se realizeaza fie prin constructia corespunzatoare a cablului, obtinându-se asa numitele cabluri krarupizate, fie prin pupinizarea traseului de cablu. La acest ultim procedeu, cablul este de fabricatie obisnuita, însa pe traseul lui se monteaza din loc în loc bobine de inductanta, numite bobine pupin.

La cablul krarupizat, încarcarea inductiva se realizeaza prin înfasurarea în spirala pe fiecare conductor de cupru a unei sârme de fier moale într-un strat sau mai multe straturi. Spirele sârmei de fier sunt alaturate. Peste ele se înfasoara cordelul, ca la orice cablu interurban, dupa care urmeaza unul sau mai multe straturi de hârtie electroizolanta.

Simboluri si notatii pentru cablurile interurbane utilizate în reteaua nationala

-TIHP-cu izolatie de hârtie si manta de Pb,

-TIHPAbI-armat, cu învelis exterior din fire textile

-TIHPY-cu manta exterioara din PVC,

-TIHPAbY-cu izolatie de hârtie, în manta de Pb-armat, cu manta exterioara din PVC,

-TIHAY-cu izolatie de hârtie, în manta de Al, cu manta exterioara din PVC sau polietilena,

-TIHA2YabY-cu izolatie de hârtie, în manta de Al, cu manta exterioara din PVC sau polietilena.

Caracteristici ale diferitelor tipuri de cabluri interurbane

TIHP, TIHPAbI, TIHPAbzI, TIHPAbY, TIHPAbzY, TIHPY

- conductoarele se executa din Cu electrolitic moale, cu diametrul de 1, 2 mm(înalta frecventa) si 0. 9 mm(joasa frecventa),

- hîrtia si sfoara electroizolanta au grosimea cuprinsa între 0. 1 mm si 0. 17 mm,

- pentru consolidarea elementelor si a straturilor concentrice se utilizeaza fire de bumbac,

- mantaua din plumb are grosime cuprinsa între 1. 5 mm-2. 3 mm

învelisurile de protectie si armatura aplicata peste mantaua de plumb au grosimea de 2mm respectiv 2 x 0. 2mm

-la cablurile armate, peste mantaua de plumb se aplica un învelis de protectie având în structura:bitum, benzi de hârtie impregnata în substante bituminoase, fibre de cânepa, benzi de otel.

TIHAY, TIHA2YabY, TIHA2YabzY, TIHAOY

- conductoarele realizate din Cu electrolitic,

- mantaua din Al cu grosime radiala între 1 mm si 1, 75 m,

- pentru protectia mantalei se utilizeaza:un strat de bitum cu adaos de cauciuc, un strat anticoroziv din lac,

- armarea se face din benzi de otel laminat.

APLICAŢII :

1. Precizati semnificatia notatiilor folosite pentru cablurile de telecomunicatii urmatoare:

a.      THUPAbI b. TIHPY  c. TU2YY

2. Care este diferenta între cablurile de abonati si cablurile de intercomunicatie din punct de vedere a utilizarii lor ?.

3. De ce se folosesc în transmisiile interurbane cabluri telefonice armate?

În cazul reprezentarii de mai jos notati denumirile elementelor componente ale cuartei si materialele folosite pentru realizarea lor.

Cablurile interurbane pentru înalta frecventa

Cablurile pentru frecvente înalte se realizeaza în doua variante constructive:cu circuite ecranate si concentrice.

Cabluri cu circuite ecranate

În cazul când printr-un cablu se transmit curenti cu mai multe frecvente, datorita diafoniei, transmisiile de pe circuitele cu frecventa mai mare influenteaza transmisiile de pe circuitele cu frecventa mai mica. Perturbatia este cu atât mai puternica , cu cât frecventa este mai mare.

Suprimarea sau reducerea efectului acestui fenomen se obtine cu ajutorul ecranelor. Se utilizeaza ecrane electrostatice si ecrane electromagnetice.

Ecranul electrostatic suprima diafonia provocata de dezechilibrul capacitiv al conductoarelor;el nu are însa nici un efect asupra diafoniei determinate de inductia mutuala dintre circuite. Ecranul electrostatic este format dintr-o banda de hârtie metalizata(acoperita pe o parte cu un strat fin de metal, cel mai des folosit fiind aluminiul), care se infasoara în spirala peste izolatia perechii(perechilor)sau cuartei(cuartelor)respective.

Ecranul electromagnetic-suprima ambele feluri de diafonie. Acest ecran consta într-una sau mai multe benzi metalice, dintre care cel putin una este dintr-un material feromagnetic(fier, nichel etc. ), iar celelalte sunt din aluminiu. Ele se înfasoara în spirala peste perechile sau cuartele care trebuie ecranate.

* Cabluri concentrice

Cu ajutorul tipurilor de cabluri prezentate pâna acum nu se pot efectua transmisii pe frecvente mai mari de circa 0, 1 MHz. Cum frecventele din domeniul radiodifuziunii si televiziunii sunt cu mult mai mari, ajungând pâna la circa 14MHz, a fost nevoie sa se creeze un nou tip de cablu, capabil sa satisfaca aceste cerinte. Una dintre greutatile întâmpinate la realizarea lui a fost gasirea unui material cu proprietati electroizolante mult superioare hârtiei. Aceasta dificultate a fost înlaturata odata cu descoperirea materialelor electroizolante sintetice, ca:stiroflexul, cotopa si supercotopa.

Cablurile simetrice cu straturi concentrice-au conductoarele identice ca diametru, dispuse alaturat.

CABLU SIMETRIC SECŢIONAT

Cablurile concentrice asimetrice sau coaxiale-sunt cele în care perechile sunt formate din conductoare cu diametre diferite, introduse unul în celalalt. Miezul este compus din:

-un conductor de cupru de sectiune circulara(rotunda), având diametrul de 3..5 mm;

-un conductor de cupru sau aluminiu tubular cu peretii foarte subtiri;

-un numar de discuri de stiroflex, care izoleaza conductoarele unul de altul si le fixeaza astfel încât sa fie concentrice(axa conductorului central sa fie aceeasi cu axa conductorului tubular). Miezul cablului coaxial este izolat cu benzi de stiroflex peste care se afla camasa cablului si apoi învelisurile de protectie(toate cablurile coaxiale sunt armate).

În cazul cablurilor de telecomunicatii simetrice, frecventa maxima transmisa este de 552 kHz. În apropierea acestei frecvente, creste foarte mult diafonia între circuitele fizice ale cablului, facând imposibila transmisia de informatii pe linie. Rezolvarea acestei probleme se face prin utilizarea, în retele de telecomunicatii interurbane, a cablurilor coaxiale. Perechea coaxiala(circuitul coaxial) a aparut prin utilizarea ecranului de telecomunicatii simetric drept al doilea conductor. Dielectricul poate fi aer sau material plastic.

d-diametrul exterior al conductorului interior;

D-diametrul interior al conductorului exterior.

CIRCUIT COAXIAL

Pentru tipurile mai vechi se utilizeaza ca dielectrici cauciucul sau ceramica. Conductorul central, de forma cilindrica masiva sau tubular, poate fi din cupru, aluminium sau fier. Conductorul exterior de forma tubulara, semitubulara sau benzi metalice, a carui sectiune transversala poate fi un cerc, dreptunghi, poligon regulat sau elipsa, se confectioneaza printr-o tehnologie specifica de lipire sau sudare electrica în atmosfera neutra.

Perechea coaxiala a devenit în scurt timp elementul determinant al numeroaselor structuri de cabluri coaxiale.

Cablurile coaxiale sunt de mai multe feluri:

-urbane

-interurbane

-de centrala.

Structura unui cablu coaxial interurban de telecomunicatii este:

-conductor de cupru,

-rondele din material plastic,

-conductor tubular,

-pereche coaxiala,

-izolatie pentru pereche coaxiala,

-izolatie pentru grupa de perechi fizice,

-înfasurare comuna,

-circuite fizice pereche,

-înfasurare comuna,

-manta metalica,

-mantale interioare din material plastic,

-armaturi din benzi de otel,

-manta exterioara din material plastic,

-strat de protectie anti coroziune,

CABLU COAXIAL SECŢIONAT

APLICAŢII:

1. Precizati care este parametrul de semnal care determina folosirea cablurilor ecranate

2. Care este deosebirea între ecranul electrostatic si ecranul electromagnetic utilizate la cablurile cu circuite ecranate?

3. Definiti notiunea de circuit coaxial.

Pornind de la principiul constructiv al circuitului coaxial precizati elementele componente pentru reprezentarea de mai jos: 

5. Precizati care sunt materialele folosite la constructia cablurilor coaxiale urbane si interurbane.

c)Cabluri de telecomunicatii de centrala

Un ansamblu de conductoare :cuarte, terte si chinte izolate, înfuniate dupa anumite criterii, cuprinse într-o manta etansa peste care se pot aplica diferite învelisuri de protectie pot constitui un cablu de telecomunicatie.

Cablurile de telecomunicatii cu conductoare de cupru, izolate cu PVC, în manta de PVC sau plumb, se utilizeaza la cablarea centralelor telefonice, precum si la racordarea cablurilor de telecomunicatii urbane cu manta din plumb în repartitorul centralei telefonice, tipul TCYP.

Pentru simbolizare se utilizeaza urmatoarele litere:

T-telecomunicatii,

C-centrala,

Y-izolare cu manta PVC,

P-manta de plumb,

Exemplu de notare:TCZZ 35x2x0. 5NTR2033-83-cablul de telecomunicatii de centrala având 35 perechi de conductori de cupru de diametru 0. 5 mm.

Cablurile de centrala se fabrica cu conductori din cupru rasuciti în perechi, terte, curate si chinte.

Varietati de cabluri SHOWA

SHOWA este un producator experimentat si puternic în domeniul cablurilor telefonice urbane. Începand de la introducerea codului culorilor polietilenei (CCP)pentru cablurile telefonice, SHOWA a tinut pasul în privinta celor mai noi tehnologii de obtinere a acestor cabluri.

Se pot defini diferite tipuri de cabluri telefonice SHOWA, în plastic unele fiind nou introduse, iar altele înlocuindu-le pe cele cu hârtie.

1. Tipuri de izolatie:

a)Solida-izolatie dura în ceea ce priveste proprietatile fizice si electrice, destul de usor de fabricat si de mânuit ca si de condus procesul de productie.

Pe de alta parte este voluminoasa în mod inevitabil si deci mai putin economica (mai scumpa)decât altele.

b)Celulara-în primul rând este economica datorita grosimii reduse a peretilor si miezului compact al cablului continînd un mare numar de perechi într-un diametru total dat de cablu.

Pe de alta parte, izolatia este destul de fragila, mai slaba în proprietati fizice si în posibilitatea de a preveni deplasarea compozitiei de umplere din interior.

c)Foam-skin(izolatie celulara cu pelicula)-aceasta este un hibrid a celor doua tipuri anterioare. Stratul interior celular face miezul cablului mic si chiar economic. Stratul exterior solid furnizeaza izolatiei rezistenta mecanica si o bariera suficienta contra patrunderii compozitiei de umplere în stratul celular interior.

	Tipuri de miez

2. Tipuri de miez

a) Miez cu aer- n acest caz izolatia este mai subtire si cablul este mai compact astfel încât cablul însusi este mai economicos. Pe de alta parte se obtin facilitati speciale pentru întretinere cum ar fi sistemul de presurizare cu gaz pentru retelele importante.

b)Umplut în întregime-umplerea interstitiilor din interiorul miezului cablului cu o compozitie de umplere, duce la o izolatie mai groasa datorita cresterii constantei dielectrice a miezului cablului deci cablul însusi devine voluminos si costisitor.

3. Forma de tosadare

a)Perechea- n acest caz se realizeaza mai usor o echilibrare buna între circuite astfel încât sa se obtina caracteristici bune de diafonie. Aceasta forma de torsadare este avantajoasa pentru transmisiile de mare viteza, pe de alta parte cablurile devin inevitabil mai voluminoase.

b)Cuarta-face miezul cablului mai compact astfel încât mai multe perechi pot fi introduse în miez în mod mai economic.

Precizati avantajele si dezavantajele diferitelor variante de izolatii, de miezuri si de torsadari utilizate la cablurile SHOWA. Completati cu informatiile cerute urmatorul tabel.

CABLURI CU FIBRE OPTICE

Fibrele optice se pot folosi individual(cordon de fibra)sau grupate în cabluri.

Elementele unui cablu sunt:

-miezul cablului;

-înfasurari(material plastic, aramida, kevlar);

-element central de rezistenta;

-interstitii cu aer sau gel;

-tuburi protectoare;

-fibre optice;

-mantaua cablului;

-cablu de otel(pentru cabluri aeriene).

CABLURI CU FIBRE OPTICE ÎN SECŢIUNE

La alegerea fibrelor optice si conductoarelor, în vederea utilizarii acestora la fabricarea cablurilor de telecomunicatii, se tine seama de:

-geometria fibrei;

-dechiderea numerica(NA);

-atenuarea lineica(dB/km);

-largimea benzii de transmisie(MHz);

-rezistenta mecanica maxima permisa la întindere;

-tipul conectorilor;

-factorul de cuplaj;

-natura sursei(LED sau LASER);

-mediul de functionare;

-raza de curbura minima admisa;

-temperatura de functionare;

-rezistenta la socuri si vibratii;

-functia de transfer.

Constructia cablului

În jurul elementului central de rezistenta se rasucesc tuburile largi protectoare cu fibre optice. Elementul central poate fi utilizat ca element de rezistenta. Înfasurarile (din material plastic, Kevlar) se realizeaza peste elementul central si tubururile largi astfel încât sa dea miezului o forma rotunda.

Tuburile protectoare largi sunt reprezentate de o teava mica din plastic în interiorul careia se afla una sau mai multe fibre optice.

Proprietatile tubului:

-nedeformabil;

-rezistent la întindere;

-flexibil;

-protectie împotriva influentei mediului;

-usor de denodat;

-permite micsorarea fibrei în tub fara ca aceasta sa fie supusa la tensiuni mecanice.

Fibrele optice sunt torsodate în tub, astfel ca exista un exces de lungime fata de lungimea cablului. Tuburile protectoare strânse sunt reprezentate de un învelis solid de plastic lipit de fibra. În aceste tuburi fibra nu este lejera astfel ca ea poate suferi la tractiuni mari.

Tuburile protectoare hibride combina tipul de protector larg cu tipul de protector strâns, iar între tipul de protector si fibra exista un start alunecos.

Mantaua cablului - aceasta trebuie sa protejeze miezul cablului optic contra influentelor:

-mecanice;

-termice;

-chimice;

-umiditate.

Mantaua se poate realiza din:

-polietilena PE;

-policlorura de vinil PVC;

-etilen propilena florurata FEP;

-copolimer etilen/acetate de vinil EVA.

Cablul de otel

Cablul de otel reprezinta elementul  de sustinere aeriana a cablului cu fibra optica.

Cablu cu fibre optice pentru interconectare

Clasificarea cablurilor cu fibre optice

APLICAŢII

Indicati în scris, completând spatiile libere, care sunt criteriile de clasificare a cablurilor cu fibre optice enumerate mai jos.

În figura este reprezentat în sectiune un cablu cu fibra optica. Notati în dreptul literelor de la A la E elementele componente ale cablului :

3. Indicati materialele folosite pentru realizarea înfasurarilor, tuburilor de protectie si mantalei la cablurile cu fibre optice.

CABLURI sI MEDII DE TRANSMISII DE DATE

ÎN REŢELELE DE CALCULATOARE

Principalele medii de transmisie sunt:

Unshielded Twisted-Pair (UTP)

Acest mediu de transmisie este format din patru perechi de fire, izolate intre ele. Prin torsadarea perechilor de fire apare efectul de anulare, efect ce limiteaza degradarea semnalelor din cauza interferentelor magnetice sau radio. Cablul UTP are un diametru de aproximativ 0,4 cm, este un cablu usor de instalat si mult mai ieftin decat alte tipuri de cabluri. Desi este considerat cel mai rapid mediu de transmisie bazat pe curpu, este mai vulnerabil in fata zgomotelor electrice in comparative cu alte categorii de cabluri.

Cablurile UTP din categoria 3 sunt formate din doua fire izolate impletite impreuna. O varianta mai performanta este categoria 5. Acestea sunt similare celor din categoria 3, dar au mai multe rasuciri pe centimetru si ar trebui sa fie isolate cu Teflon, rezultand o interferenta redusa si o mai buna calitate a semnalului pe distante mari.

Cablu UTP (4 perechi)

Conectorul standard folosit pentru acest tip de cablu este RJ-45 (Registered Jack), asemanator cu cel de la cablul telefonic. Conectorul este construit in baza unui standard din industria telefonica, standard care precizeaza care fir trebuie sa fie conectat pe un anumit pin al conectorului.

Fibra optica

Fibra optica este mediul care asigura transmiterea luminii, modulate la o anumita frecventa. Acest mediu de transmisie este cel mai costisitor, dar nu este susceptibil la interferentele electromagnetice si, în plus, asigura rate de transfer mult mai ridicate decat celelalte medii.

Cablul fibra optica este alcatuit din doua fibre de sticla imbricate separate intr-un invelis de plastic (numit Kevlar).

Cablul coaxial

Acest mediu consta dintr-un invelis protector care imbraca doua elemente conductoare: un fir de cupru imbracat intr-un material isolator si o folie metalica (sau o plasa) ce actioneaza ca al doilea fir din circuit. Acest al doilea fir este folosit pentru a reduce interferentele externe. Acest cablu are cea mai buna ecranare. Conectorul folosit de acest tip de cablu se numeste BNC (Bayone-Neil-Concelman). Acest tip de cablu nu se mai foloseste foarte mult in ultima vreme.

Shielded Twisted-Pair (STP)

Cablul STP combina trei tehnici legate de transmisia datelor:

shielding (protejarea),

cancellation (anularea) si

twisted (torsadarea) firelor.

Cablu STP de 100 ohmi folosit in retelele Ethernet ofera rezistenta atat la interferentele electromagnetice, cat si la cele radio, fara a fi un cablu prea gros.

Chiar daca este mai scump decat cablul UTP, cablul STP ofera o protectie mai buna la interferente. Spre deosebire de cablul coaxial, invelisul protector nu face parte din circuitul electric. O conectare incorecta face ca invelisul protector sa actioneze ca o antena, absorbind semnalele electrice din cablurile aflate in vecinatate.

Avand in vedere standardele IEEE 802.3, Ethernetul foloseste doar cateva din standardele existente in materie de cabluri: 10Base5, 10Base2, 10BaseT, 100BaseF. Notatiile arata ca reteaua foloseste o anumita latime de banda, utilizeaza semnalizarea in banda de baza si poate suporta segmente de diferite lungimi pe diferite medii de transmisie.

1. Care sunt principalele medii de transmisie a datelor intr-o retea de calculatoare
2. Care sunt avantajele cablurilor UTP?
3. Precizati cateva diferente intre cablurile STP si celelalte tipuri de cabluri de retele de calculatoare

Aplicatii

1. Indicati în scris care sunt cele trei tehnici legate de transmisia datelor, regasite in constructia cablului STP.

Pentru reprezentarile de mai jos precizati tipul de cablu de retele de calculatoare