Δομημένη καλωδίωση υλικά, στοιχεία κατασκευής

Βασικό χαρακτηριστικό των καλωδιακών συστημάτων αποτελεί η κατασκευή τους βάσει προδιαγραφών και η χρήση τυποποιημένων υλικών. Υλικά τα οποία δεν εναρμονίζονται με τις προδιαγραφές πρέπει να απορρίπτονται.
Τα αναξιόπιστα υλικά ενδέχεται να λειτουργήσουν σαν βραδυφλεγής βόμβα διότι επιτρέπουν μεν την ομαλή λειτουργία του δικτύου κάτω από τις τρέχουσες απαιτήσεις της εγκατάστασης, είναι όμως πιθανόν να παρουσιάσουν αδυναμία ύστερα από κάποιο χρονικό διάστημα και μετά από αναβαθμίσεις του ενεργού εξοπλισμού.
Πρέπει επίσης να γίνει κατανοητό το γεγονός ότι, το μεν δίκτυο υφίσταται μία φυσική γήρανση με την πάροδο του χρόνου, οι απαιτήσεις όμως από το δίκτυο συνεχώς αυξάνονται.

Αγωγοί χαλκού

Ο αγωγός που χρησιμοποιείται στην κατασκευή ενός καλωδιακού συστήματος πρέπει να είναι συμπαγής ή πλέγματος σύμφωνα με το πρότυπο IEC 61156-1 και πρέπει κατά κανόνα να έχει διάμετρο 0,4mm-0,65mm. Οι αγωγοί πλέγματος πρέπει να έχουν κατά προτίμηση εφτά πλέγματα, ενώ αγωγοί διαμέτρου μεγαλύτερης από 0,8mm είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν αν είναι συμβατοί με τους συνδέσμους.
Ο αγωγός είναι δυνατόν να αποτελείται από ένα ή περισσότερα υλικά, από λεπτό χαλκό ή από λωρίδες διαφόρων μεταλλικών κραμάτων, τα οποία πρέπει να είναι τοποθετημένα ελικοειδώς γύρω από μία συμπαγή ίνα.
Στην πράξη η χρήση των αγωγών χαλκού έχει γίνει η πιο συνηθισμένη λόγω κυρίως του χαμηλού κόστους αλλά και της εύκολης εγκατάστασης τους. Στον παρακάτω πίνακα αναφέρονται τα σημαντικότερα από τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των καλωδίων χαλκού.

Μόνωση αγωγών

Ο αγωγός πρέπει να είναι μονωμένος με το κατάλληλο θερμοπλαστικό υλικό. Μερικά παραδείγματα κατάλληλων υλικών είναι:
Polyolefin
Fluoropolymer
Low-smoke and low-alogon

Η μόνωση μπορεί να είναι συμπαγής ή πορώδης, με ή χωρίς συμπαγή διηλεκτρική κάλυψη. Επίσης πρέπει να είναι συνεχόμενη και λεπτή ώστε το συνολικό πάχος του καλωδίου να είναι σύμφωνο με τις απαιτήσεις των προτύπων και συμβατό με το υλικό και τη μέθοδο τερματισμού.

Χρωματικός κώδικάς μόνωσης

Η εσωτερική μόνωση των επιμέρους αγωγών είναι χρωματισμένη σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο κώδικα χρωμάτων ο οποίος πρέπει να αναγράφεται με λεπτομέρειες. Τα χρώματα πρέπει να είναι ευδιάκριτα και να ανταποκρίνονται στα χρωματικά πρότυπα που ορίζονται στο πρότυπο IEC 60304.


Σήμανση αγωγών χαλκού

Τα χαρακτηριστικά κατασκευής των καλωδίων πρέπει να αναφέρονται από τον κατασκευαστή τους, όπως και το πρότυπο το οποίο ακολουθούν, καθώς επίσης και η χρονολογία κατασκευής τους, αν αυτό κρίνεται απαραίτητο.
Η σήμανση πρέπει να γίνεται με έναν από τους παρακάτω τρόπους κατά το πρότυπο TIA 606-DIN:
Χρωματιστές ταινίες κατά μήκος του καλωδίου
Τυπωμένα στο περίβλημα του καλωδίου
Τυπωμένα στο περιτύλιγμα του πυρήνα.

Καλώδια UTP (Unshielded Twisted Pair)


Τα Καλώδια UTP (Unshielded Twisted Pair) είναι αθωράκιστα καλώδια συστρεμμένων ζευγών και χρησιμοποιούνται κατά κόρον τόσο για μετάδοση φωνής, όσο και για μετάδοση δεδομένων. Αποτελούνται από 2 ως 1800 ζευγάρια αγωγών τα οποία περιβάλλονται από πλαστικό μανδύα.
Επίσης τα Καλώδια UTP χωρίζονται σε κατηγορίες ανάλογα με την απόδοση και τη χρησιμότητά τους. Συνοπτικά για τις κατηγορίες μπορούμε να αναφέρουμε τα παρακάτω στοιχεία:

Τα UTP κατηγορίας 1 (UTP CAT1) και κατηγορίας 2 (UTP CAT2) δεν είναι πιστοποιημένα για νέες κατασκευές, αλλά είναι ακόμα σε λειτουργία σε κάποια τηλεφωνικά καλωδιακά συστήματα.

Η κατηγορία 3 (UTP CAT 3) είναι η ελάχιστη απαίτηση, που προτείνεται από το πρότυπο ANSI/TIA/EIA-568-A για νέες εγκαταστάσεις.

Οι κατηγορίες 5 (UTP CAT5) και 5e (UTP CAT5e) είναι αυτές που χρησιμοποιούνται πιο συχνά από τους εγκαταστάτες. Τα καλώδια που ανήκουν σε αυτές τις κατηγορίες είναι δυνατόν να υποστηρίξουν 10BASE-T ETHERNET, 100BASE-T Fast ETHERNET, 1000BASE-T Gigabit ETHERNET και άλλες πολύ υψηλές απαιτήσεις.

Τον Αύγουστο του 2002 εγκρίθηκε από τους διεθνείς οργανισμούς και η κατηγορία 6 (UTP CAT6) η οποία υποστηρίζει πολύ υψηλές ταχύτητες και πολλαπλούς χρήστες (Gigabit ETHERNET full dublex κ.α.)

Τέλος πρέπει να αναφέρουμε και την κατηγορία 7 η οποία βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο.

Καλώδια STP (Shielded Twisted Pair)


Τα Καλώδια STP (Shielded Twisted Pair) είναι θωρακισμένα καλώδια συστρεμμένων ζευγών. Οι κατασκευαστές θωρακίζοντας κάθε ζευγάρι του καλωδίου κατάφεραν να ελαχιστοποιήσουν την ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα τη μείωση των αλληλεπιδράσεων των καλωδίων σε ένα σύστημα, αλλά πρέπει πάντα η θωράκιση να γειώνεται από τον εγκαταστάτη, όπως καθορίζεται αυστηρά από το πρότυπο . Τα καλώδια STP αποτελούνται από 2 μόνο ζευγάρια με μοναδικό κώδικα χρωμάτων (πράσινο/κόκκινο και μαύρο/πορτοκαλί).

Καλώδια FTP (Foiled Twisted Pair)

Τα καλώδια FTP (Foiled Twisted Pair) είναι καλώδια συστρεμμένων ζευγών θωρακισμένα με τη χρήση αλουμινίου. Αποτελούνται από τέσσερα ζεύγη συστρεμμένων αγωγών καλυπτόμενων από μονωτικό περίβλημα. Κάτω από το εξωτερικό περίβλημα υπάρχει ένα φύλλο αλουμινίου για τη θωράκιση του καλωδίου. Σε επαφή με το περίβλημα αλουμινίου υπάρχει γυμνό καλώδιο από συστρεμμένες ίνες, το οποίο πραγματοποιεί τη γείωση του φύλλου αλουμινίου και καλείται καλώδιο γείωσης.


Διάφοροι τύποι θωρακισμένων καλωδίων (S/FTP, S/STP)

Υπάρχουν ακόμα και άλλοι τύποι θωρακισμένων καλωδίων, στους οποίους χρησιμοποιείται συνδυασμός των παραπάνω θωρακίσεων ή θωράκιση σε κάθε ζεύγος.
Παραδείγματα τέτοιον καλωδίων είναι το S/FTP (Shielded/Foiled Twisted Pair), το οποίο χρησιμοποιεί και τα δύο είδη θωρακίσεων και το S/STP (Screened/Shielded Twisted Pair), το οποίο χρησιμοποιεί θωράκιση πλέγματος συνολικά και θωράκιση αλουμινίου σε κάθε ζεύγος.


Ομοαξονικά καλώδια

Τα ομοαξονικά καλώδια αποτελούνται από μία κεντρική μονωμένη ίνα, έναν αγωγό συνήθως πλέγματος ο οποίος περιβάλλει την ίνα και το εξωτερικό περίβλημα, το οποίο περικλείει τα δύο παραπάνω στοιχεία. Χρησιμοποιούνται στα καλωδιακά συστήματα μεταφοράς δεδομένων, στην καλωδιακή τηλεόραση (CATV) καθώς επίσης και στα κλειστά κυκλώματα παρακολούθησης.

Ένα αρκετά συνηθισμένο καλώδιο στις σύγχρονες καλωδιώσεις είναι η οπτική ίνα. Χρησιμοποιείται κυρίως όπου οι αποστάσεις είναι μεγάλες και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί το καλώδιο συστρεμμένων ζευγών και όπου οι απαιτήσεις σε ρυθμούς μετάδοσης είναι αρκετά αυξημένες. Σκεφτείτε, ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οπτική ίνα για να καλύψουμε απόσταση 5Km και οι ρυθμοί μετάδοσης δεδομένων φθάνουν τα 10 Gb/s.


Τα καλώδια οπτικών ινώντα οποία, συνήθως περιέχουν δεσμίδες οπτικών ινών, χρησιμοποιούνται, κυρίως, από τους τηλεπικοινωνιακούς οργανισμούς για επίγειες και υποθαλάσσιες συνδέσεις μεγάλων αποστάσεων, αντικαθιστώντας τόσο τις γραμμές ομοαξονικών καλωδίων, όσο και τις επίγειες και δορυφορικές μικροκυματικές ζεύξεις. Τα τελευταία χρόνια έχουν ποντισθεί πολλά καλώδια οπτικών ινών, με χωρητικότητα η οποία ξεπερνά τα 30.000 κυκλώματα φωνής για τη διασύνδεση ηπείρων. Τέτοια παραδείγματα αποτελούν το καλώδιο BSFOCS, που εκτείνεται στην περιοχή της Μαύρης θάλασσας και συνδέει τη Βουλγαρία, Ουκρανία και Ρωσία, το καλωδιακό σύστημα SEA - ΜΕ - WE 3 (South East Asia - Middle East - West Europe), που ξεκινά από τη Δυτική Ευρώπη (Γερμανία, Μεγ. Βρετανία), περνά από τα στενά του Γιβραλτάρ στη Μεσόγειο (Ιταλία, Ελλάδα, Κύπρο) συνεχίζει από τα στενά του Σουέζ προς την Ασία (Ινδία, Σιγκαπούρη) και χωρίζεται σε δύο μέρη, με το ένα άκρο να καταλήγει στην Ιαπωνία και το άλλο στην Αυστραλία και το καλώδιο ADRIA-1, που συνδέει την Ελλάδα (Κέρκυρα), την Αλβανία (Durres) και την Κροατία (Dubrovnik).

Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται επίσης από ιδιωτικές εταιρίες σε τοπικά δίκτυα, σε πανεπιστημιακά δίκτυα κορμού, σε δίκτυα ευρείας περιοχής, σε δίκτυα καλωδιακής τηλεόρασης, σε εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις σε ασφάλεια μετάδοσης, όπως οι στρατιωτικές και τέλος σε βιομηχανικές εφαρμογές, όπου υπάρχει υψηλός βιομηχανικός θόρυβος, στον οποίο οι οπτικές ίνες παρουσιάζουν ανοσία.

Η βασική κατασκευή μιας οπτικής ίνας φαίνεται στην εικόνα. Στο κέντρο του καλωδίου υπάρχει η οπτική ίνα, η οποία κατασκευάζεται από γυαλί ικανό να μεταφέρει φωτεινή δέσμη συγκεκριμένου μήκους κύματος με πολύ λίγες απώλειες. Την οπτική ίνα περιβάλλει ειδική επίστρωση υλικού με μικρότερο δείκτη διάθλασης από το υλικό της ίνας, το οποίο ονομάζεται clading ή buffer. Το υλικό αυτό βοηθά στη συνεχή ανάκλαση της φωτεινής δέσμης, η οποία θα πέσει μέσα στην οπτική ίνα, εφόσον η γωνία πρόσπτωσης είναι μεγαλύτερη της οριακής, διότι σε άλλη περίπτωση θα έχουμε διάθλαση στην εξωτερική επίστρωση (cladding). Με αυτό τον τρόπο η οπτική ίνα εγκλωβίζει τη δέσμη του φωτός και την οδηγεί στην άκρη της.


Την επίστρωση περιβάλλει δέσμη συνθετικών ινών, οι οποίες έχουν στόχο την προστασία της ίνας από πιθανά τραβήγματα, όπου είναι επικίνδυνο να σπάσει το γυαλί, το οποίο αποτελεί και τον πυρήνα της ίνας. Όλα τα παραπάνω περικλείονται σε εξωτερικό πλαστικό περίβλημα, όμοιο με αυτό των καλωδίων συστρεμμένων ζευγών.

Η εκπομπή του οπτικού σήματος σε οπτική ίνα γίνεται από πηγή LED (light Emmiting Diode) ή LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) και τα μήκη κύματος του φωτός, που η οπτική ίνα είναι σχεδιασμένη να μεταφέρει, ποικίλουν από 800nm μέχρι 1500nm.
Οι οπτικές ίνες διαφοροποιούνται κατ’ αρχήν από τον τρόπο μετάδοσης του σήματος σε αυτές. Η πρώτη βασική διάκριση είναι μεταξύ των πολύτροπων και μονότροπων οπτικών ινών.


Πολύτροπες οπτικές ίνες (Multimode fiber optics)

Ο τρόπος αναφοράς των μεγεθών για τις οπτικές ίνες είναι να αναφέρουμε πρώτα τη διάμετρο του πυρήνα (γυαλιού) και στη συνέχεια τη διάμετρο της επίστρωσης (cladding). Οι μετρήσεις των παραπάνω μεγεθών γίνονται σε 6-10 μέτρα. Οι πολύτροπες οπτικές ίνες έχουν τυπικά μεγέθη 50μm/ 125μm, 62,5/125, 85/125 ή 100/140. Ο συνηθέστερος τύπος, ο οποίος κυκλοφορεί, είναι ο 62,5/125. Η ολική διάμετρος της οπτικής ίνας συμπεριλαμβανομένων των ενισχυτικών συνθετικών ινών και του εξωτερικού περιβλήματος φτάνει τα 900μm. Η αρχή μετάδοσης σε πολύτροπη οπτική ίνα είναι ότι, οι διάφορες ακτίνες του οπτικού σήματος ανάλογα με την είσοδο τους στην οπτική ίνα ταξιδεύουν ανακλώμενες υπό διαφορετικές γωνίες, όπως φαίνεται στις εικόνες 2.15 και 2.16. Αυτός ο τρόπος μετάδοσης ονομάζεται πολύτροπος (multimode), επειδή έχουμε πολλούς δρόμους μετάδοσης, που αντιστοιχούν στις διαφορετικές γωνίες ανάκλασης. Οι πολύτροπες οπτικές ίνες διακρίνονται σε δυο κατηγορίες: τις διακριτού δείκτη (step index) και τις βαθμιαίου δείκτη (graded index) διάθλασης.

Οπτική ίνα διακριτού δείκτη (step index)

Στις ίνες αυτές συμβαίνει απότομη μεταβολή του δείκτη διάθλασης μεταξύ της κεντρικής ίνας και του υλικού επίστρωσης. Στην περίπτωση αυτή η πορεία των ακτίνων εμφανίζεται στην παρακάτω εικόνα.


Οπτική ίνα βαθμιαίου δείκτη (graded index)

Οι ίνες αυτές χαρακτηρίζονται από βαθμιαία μεταβολή του δείκτη διάθλασης του υλικού της κεντρικής ίνας. Συμβαίνει βαθμιαία μείωση όσο απομακρυνόμαστε από το κέντρο προς την εξωτερική επιφάνεια του γυαλιού. Η πορεία των ακτινών σε μια τέτοια ίνα είναι αυτή, που φαίνεται στην εικόνα.


Μονότροπες οπτικές ίνες (single mode fiber optics).

Στις μονότροπες οπτικές ίνες η διάμετρος της κεντρικής ίνας είναι πολύ μικρή και πλησιάζει περίπου το επίπεδο του μήκους κύματος του εκπεμπόμενου σήματος. Στην περίπτωση αυτή έχουμε έναν μόνο δυνατό τρόπο μετάδοσης του οπτικού σήματος, τον αξονικό. Η πορεία των ακτινών σε μια τέτοια οπτική ίνα φαίνεται στην εικόνα . Η κεντρική ίνα στις μονότροπες οπτικές ίνες έχει διάμετρο από 5μm έως 10μm με συνηθέστερη τιμή τα 8,3 μm.


Οι επιδόσεις μιας οπτικής ίνας συνδέονται με τον τρόπο μετάδοσης του σήματος στην ίνα, με το αν δηλαδή η ίνα είναι πολύτροπη ή μονότροπη και με το μήκος κύματος του φωτός, που εκπέμπεται από την πηγή, Στις μονότροπες οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται μήκη κύματος μεταξύ των 1310 nm και των 1550 nm. Στις πολύτροπες οπτικές ίνες έχουμε μήκη κύματος από 850 nm έως 1300 nm. θα πρέπει να τονίσουμε, ότι για δεδομένη εγκατάσταση θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο ένας τρόπος μετάδοσης και μόνο ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος από τις πηγές σε όλη την έκταση της εγκατάστασης.

Οι οπτικές ίνες μπορούν να μεταφέρουν σήματα με πολύ μεγάλο εύρος ζώνης σε μεγάλες αποστάσεις με πολύ μικρή εξασθένηση. Οι πολύτροπες οπτικές ίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αποστάσεις, που υπερβαίνουν τα 3Km, ενώ οι μονότροπες οπτικές ίνες μπορούν να υπερβούν τα 20 Km.
Υπάρχουν όμως και άλλοι παράγοντες, οι οποίοι περιορίζουν τις παραπάνω αποστάσεις μετάδοσης. Τέτοιοι παράγοντες είναι το εύρος ζώνης της πηγής και του δέκτη των σημάτων σε μια οπτική ίνα και η χρωματική διασπορά του μεταδιδόμενου σήματος μέσα στην οπτική ίνα, η οποία αυξάνεται με την απόσταση και εξασθενίζει το σήμα. Επίσης, επιβαρυντικός παράγων είναι η χρήση συνδέσμων και διακλαδωτών στην πορεία των οπτικών ινών. Θα πρέπει να σημειώσουμε, ότι στις πολύτροπες οπτικές ίνες είναι πιο ανεκτό να χρησιμοποιήσουμε συνδετήρες και διακλαδωτές από ότι στις μονότροπες. Επίσης, στις πολύτροπες οπτικές ίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν χαμηλού κόστους πηγές LED, ενώ οι μονότροπες οδηγούνται συνήθως από πηγή LASER. Τυπική τιμή εξασθένησης σήματος για μια 62,5/125 πολύτροπη οπτική ίνα είναι 3,5 dB/Km για σήμα με μήκος κύματος 850 nm και 1.0 dB/Km για μήκος κύματος 1300nm. Τυπικό μέγεθος εξασθένησης σήματος για μονότροπη οπτική ίνα είναι 0,5 dB/Km στα 1310 nm και 0,4 dB/Km στα 1550nm.

Τύποι οπτικών ινών

Τα καλώδια οπτικών ινών περιέχουν από 1 έως 36 οπτικές ίνες. Τα πιο συνηθισμένα είναι τα καλώδια με ζυγό αριθμό οπτικών ινών για την επικοινωνία των full-duplex κυκλωμάτων. Θα ξεχωρίσουμε δυο τύπους οπτικών ινών ως προς την κατασκευή τους.

Στην πρώτη περίπτωση, έχουμε σε κάθε οπτική ίνα και εξωτερικά από την επίστρωση συνθετικές ίνες και εξωτερικό μονωτικό περίβλημα. Μέσα στο καλώδιο υπάρχουν πολλές τέτοιες ίνες, όπου η κάθε ίνα αποτελεί και ένα ξεχωριστό καλώδιο. Μέσα στο καλώδιο περιέχονται εκτός από καλώδια οπτικών ινών και καλώδια, τα οποία χρησιμεύουν για ενίσχυση και στρογγυλοποίηση του όλου σχήματος. Όλα αυτά τα καλώδια, τέλος, περικλείονται από εξωτερικό περίβλημα. Αυτή η κατασκευή είναι γνωστή σαν Tight Buffer. Στην εικόνα εμφανίζεται ανάλογη κατασκευή καλωδίου οπτικών ινών.


Παρόμοιας κατασκευής είναι τα εύκαμπτα καλώδια, που χρησιμοποιούμε για τη σύνδεση με τον ενεργό εξοπλισμό (Optical patch cords). Αυτά αποτελούνται από δυο καλώδια ενωμένα στο εξωτερικό τους, το κάθε ένα από τα οποία περιέχει οπτική ίνα από πλαστικό. Στην εικόνα εμφανίζεται ένα οπτικό καλώδιο σύνδεσης.


Στη δεύτερη περίπτωση έχουμε τις οπτικές ίνες με την επίστρωσή τους να είναι τοποθετημένες ελεύθερα μέσα στο καλώδιο και να περικλείονται από εξωτερικό περίβλημα, αφού πρώτα τοποθετηθεί μέσα στο καλώδιο επίστρωση από συνθετικές ίνες για την ανθεκτικότητα του καλωδίου. Αυτή η κατασκευή είναι γνωστή σαν Loose Buffer. Στην εικόνα εμφανίζεται ανάλογη κατασκευή καλωδίου οπτικών ινών


Πλεονεκτήματα - Μειονεκτήματα

Οι οπτικές ίνες φαίνεται να είναι σήμερα η καλύτερη λύση στα μέσα μετάδοσης και αυτό γιατί τα πλεονεκτήματα, που παρουσιάζουν, σε σχέση με τα άλλα μέσα είναι ιδιαίτερα σημαντικά.

Οι οπτικές ίνες διαθέτουν πολύ μεγάλο εύρος ζώνης συχνοτήτων, με αποτέλεσμα να επιτυγχάνονται υψηλές ταχύτητες μετάδοσης (της τάξης των Gbps). Συνήθεις ταχύτητες μετάδοσης είναι αυτές των 2 και 10 Gbps, ενώ έχουν επίσης αναπτυχθεί συστήματα των 20,40 και 50 Gbps. Σε περίπτωση πολυπλεξίας με διαίρεση μήκους κύματος, οι ταχύτητες φθάνουν στα μερικά Tbps. Επίσης, δεν επηρεάζονται από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, με αποτέλεσμα να συνιστάται η χρήση τους σε βιομηχανικό περιβάλλον και σε χώρους με υψηλό θόρυβο. Η εξασθένηση των σημάτων είναι μικρότερη από ό,τι στα χάλκινα και ομοαξονικά καλώδια, με αποτέλεσμα οι αποστάσεις μεταξύ ενισχυτών ή άλλων ενεργών στοιχείων να κυμαίνονται από μερικά μέχρι και μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα, ανάλογα με τη τεχνική και το ρυθμό μετάδοσης. Η υποκλοπή ή η παρεμβολή πληροφορίας είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθούν, με αποτέλεσμα οι οπτικές ίνες να συνιστούν πολύ ασφαλές μέσο μετάδοσης. Επίσης, το βάρος και ο όγκος τους είναι σημαντικά μικρότερος από τα αντίστοιχα μεγέθη των άλλων αγωγών. Αξίζει να αναφέρουμε, σαν παράδειγμα, ότι χάλκινο καλώδιο με 1000 ζεύγη και μήκος 500 μέτρων ζυγίζει περίπου 4000 κιλά, ενώ οπτική ίνα του ίδιου μήκους, που περιέχει τον ίδιο αριθμό καναλιών, ζυγίζει μόνο 45 κιλά. Επιπλέον, δεν είναι ευαίσθητη σε υγρό περιβάλλον, όπου τα χάλκινα καλώδια μπορεί να δημιουργήσουν βραχυκυκλώματα. Επειδή η οπτική ίνα δεν μεταφέρει ηλεκτρικό σήμα, προτιμάται σε περιοχές υψηλού κίνδυνου εκρήξεων από σπινθήρες (χώροι καυσίμων, εύφλεκτων αερίων κλπ.).

Συμπερασματικά, θα πρέπει να αναφέρουμε, ότι τα καλώδια οπτικών ινών παρουσιάζουν ίδιες μηχανικές ιδιότητες με τα ομοαξονικά, αλλά είναι ελαφρότερα σε βάρος, μικρότερα σε διάμετρο και οι αποστάσεις μεταξύ των επαναληπτών είναι μεγαλύτερες. Ένα από τα βασικότερα μειονεκτήματα, που παρουσιάζουν οι οπτικές ίνες, είναι η δυσκολία υλοποίησης συνδέσεων, επειδή απαιτείται υψηλή προσαρμογή και ευθυγράμμιση της φωτεινής πηγής, για να μην υπάρχει διασπορά και να ελαχιστοποιηθούν οι απώλειες. Όμως, η πρόοδος της τεχνολογίας, που έχει σημειωθεί τα τελευταία χρόνια στην περιοχή των οπτικών ινών, αντιμετώπισε με επιτυχία την παραπάνω δυσκολία, με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η χρήση τους και για συνδέσεις σημείου προς πολλά σημεία. Παρόλα αυτά, η χρήση τους σε τέτοιες συνδέσεις δεν έχει ακόμη ευρέως εξαπλωθεί, ιδιαίτερα λόγω του αυξημένου κόστους, που παρουσιάζουν τέτοια συστήματα.

Η σημασία των συνδέσμων είναι πολύ μεγάλη, αφού οι σύνδεσμοι είναι οι απαραίτητες συσκευές για τη σύνδεση των καλωδίων που αναφέραμε παραπάνω μεταξύ τους ή με άλλες συσκευές ενός εξοπλισμού του συστήματος. Οι σύνδεσμοι χωρίζονται σε κατηγορίες, ανάλογα με τον τύπο των συνδεόμενων καλωδίων ή συσκευών και ανάλογα με τη μορφή του σήματος που μεταφέρουν. Για παράδειγμα στην περίπτωση μίας οπτικής ίνας ο σύνδεσμος επιτρέπει τη μεταφορά παλμών φωτός, ενώ στην περίπτωση καλωδίων χαλκού τη μεταφορά του ηλεκτρικού σήματος. Όταν δύο σύνδεσμοι «ζευγαρώνουν», υπάρχουν κάποιες ελάχιστες παράμετροι που πρέπει να ισχύουν, ώστε να επιτευχθεί μία καλή σύνδεση.

Μία καλή σύνδεση λοιπόν απαιτεί:
•Φυσική ευθυγράμμιση των συνδέσμων.
•Φυσική συνοχή των στοιχείων, ώστε να εμποδίζεται ο αθέλητος διαχωρισμός των συνδέσμων.
•Το φως ή ο ηλεκτρισμός να μεταφέρονται αποτελεσματικά (με μηδαμινές απώλειες) από τον ένα σύνδεσμο στον άλλο.

Οι σύνδεσμοι είναι απαραίτητοι για τα καλωδιακά συστήματα που αφορούν τις τηλεπικοινωνίες όσο τα ίδια τα καλώδια, αλλά συνεισφέρουν εξίσου στις απώλειες του σήματος από τον πομπό στο δέκτη. Οι σύνδεσμοι όμως είναι περισσότερο πολύπλοκες κατασκευές, των οποίων ο ρόλος είναι να παρέχουν ένα μηχανισμό ο οποίος να κρατάει τις απώλειες στο ελάχιστο.

Τύποι συνδέσμων

Ανάλογα με την περίπτωση πρέπει να επιλέγεται ο κατάλληλος τύπος συνδέσμου για να επιτευχθεί η εύστοχη μεταφορά του σήματος. Ο εγκαταστάτης πρέπει να είναι σίγουρος, ότι ο σύνδεσμος που θα χρησιμοποιήσει είναι σχεδιασμένος αποκλειστικά για το καλώδιο το οποίο πρόκειται να συνδέσει.

Στην αγορά κυκλοφορούν σύνδεσμοι σε μεγάλη ποικιλία περιλαμβάνοντας τους παρακάτω:

•Καλώδια UTP (Unshielded Twisted Pair)
-8-pin modular connector
•Καλώδια STP (Shielded Twisted Pair)
-Hermaphroditic connector (type-A and type-B)
•Ομοαξονικά καλώδια (Coaxial)
-BNC series (Thinnet)
-F series (Video)
-N series (Thicknet)
•Optical Fiber
-ST
-SC

Σύνδεσμοι για καλώδια UTP (Unshielded Twisted Pair)

Τα καλώδια συστρεμμένου ζεύγους απαιτούν ένα τύπο συνδέσμου ο οποίος να μπορεί να αντικαταστήσει τη μόνωση των αγωγών. Αυτού του τύπου οι σύνδεσμοι ονομάζονται IDC (insulation displacement connections) και επιτρέπουν τον τερματισμό ενός μονωμένου αγωγού χωρίς να αφαιρέσουν τη μόνωση. Καθώς ο αγωγός εισέρχεται ανάμεσα στις αιχμηρές άκρες της επαφής η μόνωση αντικαθίσταται επιτρέποντας έτσι την επαφή ανάμεσα στον αγωγό και το σύνδεσμο. Οι σύνδεσμοι, που έχουν επαφές τύπου IDC είναι σχεδιασμένοι για συμπαγείς αγωγούς, ή για συνδέσμους, οι οποίοι δέχονται είτε συμπαγείς αγωγούς, είτε αγωγούς πλέγματος.

Ένας άλλος τύπος συνδέσμου είναι ο αρθρωτός (Modular plug contact), ο οποίος χρησιμοποιείται στους αγωγούς πλέγματος. Είναι σχεδιασμένος με μία λεπίδα, η οποία έχει σαν σκοπό να διεισδύσει στη μόνωση του αγωγού και να «συρθεί» ανάμεσα στα μεμονωμένα πλέγματα του αγωγού. Όταν αυτές οι επαφές χρησιμοποιούνται σε συμπαγείς αγωγούς, δεν υπάρχουν πλέγματα ώστε να περάσουν ανάμεσα, με αποτέλεσμα ο αγωγός να ραγίζει ή να σπάζει.

Κάποιοι κατασκευαστές έχουν προωθήσει στην αγορά συνδέσμους οι οποίοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για τους δύο τύπους αγωγών, συμπαγή και πλέγματος. Αυτοί οι σύνδεσμοι λειτουργούν καλά για συμπαγείς αγωγούς, αλλά δεν παρέχουν μία τόσο αξιόπιστη λύση για τους αγωγούς πλέγματος.

Το πρότυπο ANSI/TIA/EIA-568-A απαιτεί έναν αρθρωτό σύνδεσμο με 8 θέσεις και 8 επαφές (8P8C) για τον τερματισμό καλωδίου UTP τεσσάρων ζευγαριών. Οι αρθρωτοί σύνδεσμοι είναι διαθέσιμοι σε διάφορα μεγέθη και σχήματα, με δυνατότητα κλειδώματος ή όχι. Ο αριθμός των θέσεων (8P) δηλώνει το πλάτος του συνδέσμου, ενώ ο αριθμός των επαφών (8C), οι οποίες είναι τοποθετημένες στην κατάλληλη θέση, δηλώνει τον μέγιστο αριθμό των αγωγών, που μπορούν να τερματιστούν στο σύνδεσμο. Ένας σύνδεσμος μπορεί να έχει 8 θέσεις, αλλά να έχει μόνο 4 επαφές εγκατεστημένες, περιορίζοντας έτσι το κόστος κατασκευής. Για παράδειγμα οι σύνδεσμοι 8P2C, 8P4C, και 8P6C έχουν τις ίδιες φυσικές διαστάσεις αλλά έχουν διαφορετικό αριθμό επαφών για τον τερματισμό των αγωγών.

Με σκοπό να βοηθήσει στη διαμόρφωση της καλωδίωσης και στην τυποποίηση όλων των τύπων συνδέσμων, που ήταν διαθέσιμοι, αναπτύχθηκε ο παγκόσμιος κώδικας κατάταξης υπηρεσιών (Universal Service Order Code,USOC). Οι κώδικες USOC χρησιμοποιήθηκαν για την παραγγελία υπηρεσιών και τη διαφήμιση των πελατών. Μερικοί χαρακτηριστικοί κώδικες για κάποιους συνδέσμους είναι " RJ-21X, RJ-45M, και RJ-11C ". Αυτοί οι όροι δείχνουν έναν συγκεκριμένο τύπο βύσματος ή πρίζας και την αντίστοιχη καλωδιακή διαμόρφωση του.

Οι τρεις περισσότερο κοινοί αρθρωτοί σύνδεσμοι, που χρησιμοποιούνται στις τηλεπικοινωνίες είναι:

•4P4C (σύνδεσμοι 4-θέσεων και 4-επαφών), που χρησιμοποιήθηκαν πρώτιστα στα καλώδια των τηλεφωνικών συσκευών.
•6P6C (σύνδεσμοι 6-θέσεων και 6-επαφών, που χρησιμοποιήθηκαν αρχικά στα δίκτυα μεταφοράς δεδομένων (αναφέρονται συχνά ως σύνδεσμος RJ-11).
•8P8C (σύνδεσμος 8-θέσεων και 8-επαφών, που χρησιμοποιείται επίσης στα δίκτυα μεταφοράς δεδομένων (αναφέρονται συχνά ως σύνδεσμοι RJ-45).

Μετά από ένα χρονικό διάστημα όμως οι κώδικες USOC έπαψαν να έχουν ιδιαίτερη σημασία, καθώς κάθε λειτουργούσα επιχείρηση της εταιρίας Bell και οι πολυάριθμοι ανεξάρτητοι προμηθευτές άρχισαν να χρησιμοποιούν τους δικούς τους κώδικες. Η σημερινή χρήση των όρων RJ-45 και RJ-11 αντιπροσωπεύει πλέον τη φυσική εμφάνισή τους περισσότερο από κάποιες συγκεκριμένες καλωδιακές διαμορφώσεις. Η βιομηχανία έχει υιοθετήσει τον όρο RJ-45 για να περιγράψει όλους τους συνδέσμους 8-θέσεων και RJ-11 για να περιγράψει όλους τους συνδέσμους 6-θέσεων. Εντούτοις, στις ΗΠΑ, στο Part 68 της ομοσπονδιακής επιτροπής τηλεπικοινωνιών (FCC, Federal Communications Commission), έχουν υιοθετηθεί μερικοί από αυτούς τους κώδικες.

Για τη μείωση των δαπανών, μερικά καλώδια γραμμών που παρέχονται, ίσως να μην έχουν ολόκληρο τον αναμενόμενο εξοπλισμό. Οι κατασκευαστές τηλεφωνικών συσκευών και συσκευών modem συχνά παρέχουν καλώδια γραμμών με 6P2C συνδέσμους. Αυτό μπορεί να είναι ένα πρόβλημα, εάν ο εγκαταστάτης των καλωδίων προσπαθήσει να χρησιμοποιήσει αυτά τα καλώδια σε έναν άλλο τύπο εξοπλισμού, που απαιτεί περισσότερα από ένα ζευγάρια αγωγών. Τα βύσματα είναι αρσενικοί σύνδεσμοι, ενώ οι πρίζες είναι θηλυκοί σύνδεσμοι. Το είδος των συνδέσμων καθορίζεται με την παρεμβολή του αρσενικού βύσματος στη θηλυκή πρίζα. Τα βύσματα και οι πρίζες σχεδιάζονται για να αντέξουν ένα ελάχιστο αριθμό 750 κύκλων εισαγωγής και εξαγωγής χωρίς την αστοχία. Γενικά μπορούμε να πούμε ότι ο σύνδεσμος, όταν κατασκευασμένος και τερματισμένος κατάλληλα, εξασφαλίζει μια καλή και αξιόπιστη σύνδεση.


Τα αρθρωτά βύσματα σχεδιάζονται για να διασυνδέουν τα καλώδια UTP με τις γραμμές εξοπλισμού. Τα καλώδια UTP τερματίζονται στο οπίσθιο τμήμα του συνδέσμου, ενώ το εμπρόσθιο τμήμα του συνδέσμου παρέχει τη δυνατότητα τερματισμού σε αρθρωτό 8P8C βύσμα. Το παρακάτω σχήμα παριστάνει την περιοχή εργασίας ενός UTP και τον τερματισμό των καλωδίων καθώς και την εξωτερική πρόσοψη της πρίζας.


Συνοψίζοντας μπορούμε να πούμε, ότι οι σύνδεσμοι UTP μπορούν να είναι 8P8C αρθρωτά βύσματα ή πρίζες και είναι σχεδιασμένα με σκοπό :

•Να τερματίζουν καλώδια 22-24 AWG 4 ζευγών,100Ω
•Να υποστηρίζουν πάνω από 100Mhz και να είναι σύμφωνα με τις προδιαγραφές της κατηγορίας 5.
•Να χρησιμοποιούν IDC τερματισμούς.

Ο σύνδεσμος αυτός είναι ένας ερμαφροδιτικός σύνδεσμος 4-επαφών και χρησιμοποιείται για τον τερματισμό θωρακισμένων καλωδίων. Οι σύνδεσμοι αυτοί δεν είναι ούτε αρσενικοί, ούτε θηλυκοί, έτσι οποιοδήποτε STP μπορεί να συνδεθεί εύκολα σε έναν άλλο σύνδεσμο STP. Αυτοί οι σύνδεσμοι εργάζονται στη μεταφορά του σήματος στον εξοπλισμό μέσω ενός ζευγαριού των συνδέσμων και έπειτα το σήμα βγαίνει μέσω του επόμενου ζευγαριού των συνδέσμων κοκ. Ένα άνοιγμα οπουδήποτε στο κύκλωμα θα προκαλούσε την αποτυχία της μεταφοράς . Ένα ζευγάρι ράβδων σε κάθε σύνδεσμο αποτρέπει το ανεπιθύμητο άνοιγμα όταν αποσυνδέεται ένας σύνδεσμος.

Γενικά οι σύνδεσμοι αυτοί είναι ικανοί να μεταφέρουν ένα εύρος ζώνης 20 MHz, και είναι σχεδιασμένοι έτσι, ώστε:

•Να τερματίζουν καλώδια 22 AWG 2 ζευγών,150Ω
•Να έχουν εύρος ζώνης 20Mhz
•Να έχουν κόκκινο/πράσινο και μαύρο/πορτοκαλί κώδικα χρωμάτων

Ομοαξονικοί σύνδεσμοι

Οι σύνδεσμοι που μπορούν να συνδεθούν με το ομοαξονικό καλώδιο είναι είτε αρσενικοί, είτε θηλυκοί σύνδεσμοι, αλλά στις περισσότερες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται οι αρσενικοί σύνδεσμοι στα τέλη καλωδίων. Τα ομοαξονικά καλώδια πρέπει να αγοράζονται με τους συνδέσμους τερματισμένους ήδη.

Σύνδεσμοι σειράς F (F series)

Οι ομοαξονικοί σύνδεσμοι τύπου F δεν έχουν κεντρικές ακίδες. Άντ’ αυτού, χρησιμοποιούν το στερεό κεντρικό αγωγό του καλωδίου ως κεντρική ακίδα. Για αυτόν τον λόγο οι σύνδεσμοι τύπου F δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν με τα καλώδια που έχουν κεντρικό αγωγό πλέγματος.

Οι σύνδεσμοι σειράς "F" είναι:
•Οικονομικοί
•Χρησιμοποιούνται για να συνδέσουν ομοαξονικά καλώδια τύπου RG-59 και RG-6 με βίντεο, στην καλωδιακή τηλεόραση (CATV) και για να συνδέσουν κάμερες ασφαλείας.
•Είναι ευρύτατα χρησιμοποιούμενοι για την καλωδίωση στα σπίτια
•Είναι διαθέσιμοι σε τύπους ενός ή δύο κομματιών
•Είναι διαθέσιμοι και σε βιδωτή μορφή (screw-on), αλλά αυτός ο τύπος δεν συστήνεται για εμπορική χρήση.


Σύνδεσμοι σειράς N (N series)

Οι ομοαξονικοί σύνδεσμοι Ν τύπου χρησιμοποιούνται στις εφαρμογές μεταφοράς δεδομένων και στις τηλεοπτικές εφαρμογές, όπως το RG-8 Thicknet ομοαξονικό καλώδιο στην καλωδιακή τηλεόραση και το RG-11u ομοαξονικό καλώδιο, το οποίο χρησιμοποιείται για την τηλεοπτική διανομή.


Οι σύνδεσμοι τύπου Ν έχουν μια κεντρική ακίδα, που πρέπει να εγκατασταθεί πάνω στον κεντρικό αγωγό του καλωδίου. Ο αρσενικός σύνδεσμος χρησιμοποιεί ένα εξωτερικό περιλαίμιο για να ενωθεί με το θηλυκό σύνδεσμο.

Ομοαξονικοί σύνδεσμοι BNC

Οι ομοαξονικοί σύνδεσμοι BNC, που ονομάζονται έτσι από τους σχεδιαστές τους Bayonet Neill-Concelman (BNC), χρησιμοποιούνται από το δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο. Οι σύνδεσμοι BNC έχουν μια κεντρική ακίδα, που πρέπει να εγκατασταθεί πάνω στον κεντρικό αγωγό πλέγματος του καλωδίου και χρησιμοποιούνται σε RG-6 (75 Ω), RG-58A/U thinnet ομοαξονικό (50 Ω), RG-59 (75 Ω), και RG-62 (93 Ω) ομοαξονικό καλώδιο.


Τρεις τύποι συνδέσμων BNC είναι γνωστοί:
•Οι crimp
•Οι τριών κομματιών (Three pieces)
•Οι Βιδωτοί (screw-on) (δεν συστήνεται για εμπορική χρήση)

Ο τύπος crimp απαιτεί ένα ειδικό εργαλείο, αλλά καμία ύλη συγκολλήσεως, ενώ ο σύνδεσμος τριών κομματιών μπορεί να απαιτήσει πτύχωση ή ύλη συγκολλήσεως, για να κρατήσει τον αγωγό στη κεντρική ακίδα.

Σύνδεσμοι οπτικών ινών

Οι σύνδεσμοι οπτικών ινών εκτελούν την ίδια λειτουργία με τους συνδέσμους χαλκού ,αλλά χρησιμοποιούν ένα διαφορετικό μέσο (παλμούς φωτός μέσω της οπτικής ίνας σε αντιδιαστολή με τα ηλεκτρικά σήματα μέσω ενός καλωδίου). Αντίθετα από τα ηλεκτρόνια, όπου συγχωρείται η μικρή έλλειψη ευθυγράμμισης των συνδέσμων, εφ' όσον γίνεται μια καλή ηλεκτρική επαφή, οι οπτικοί σύνδεσμοι ινών πρέπει να ευθυγραμμιστούν ακριβώς για να επιτρέψουν τη μέγιστη μεταφορά σημάτων μεταξύ τους. Τα πρότυπα συνδέσμων οπτικών ινών δεν έχουν τους αρσενικούς και θηλυκούς συνδέσμους όπως στα ηλεκτρικά συστήματα. Ουσιαστικά, όλοι οι οπτικοί σύνδεσμοι ινών είναι αρσενικοί και απαιτούν έναν προσαρμοστή (αντάπτορα) για να ευθυγραμμίσουν ακριβώς άκρη με άκρη τους δύο συνδέσμους. Οι προσαρμοστές αυτοί αναφέρονται ως συζευκτήρες. Οι σύνδεσμοι και οι προσαρμοστές παρέχουν μια σύζευξη χαμηλής απώλειας λόγω της εξασφάλισης της ευθυγράμμισης κατά την ένωση των δύο στοιχείων. Οποιαδήποτε μη ευθυγράμμιση των οπτικών συνδέσμων αυξάνει την απώλεια. Το πρότυπο ANSI/TIA/EIA-568-A, όπως προαναφέραμε σε προηγούμενη παράγραφο του παρόντος κεφαλαίου, αναγνωρίζει δύο τύπους οπτικής ίνας: πολύτροπων και μονότροπων οπτικών ινών, αλλά και οι δύο τύποι έχουν την ίδια διάμετρο επένδυσης.

Το πρότυπο ANSI/TIA/EIA-568-A αναγνωρίζει δύο τύπους συνδέσμων για να χρησιμοποιηθούν στις οριζόντιες εγκαταστάσεις οπτικών ινών. Ο σύνδεσμος τύπου SΤ αναγνωρίζεται, αλλά δεν συστήνεται, ενώ ο πρότυπος σύνδεσμος είναι ο σύνδεσμος τύπου 568SC. Οι σύνδεσμοι τύπου SΤ χαρακτηρίζουν μια σύζευξη τύπου bayonet, που υιοθετεί έναν γρήγορο μηχανισμό αποδέσμευσης. Ο σύνδεσμος τύπου ST κλειδώνεται για να αποτραπεί το στρίψιμο κατά τη διάρκεια της εισαγωγής, ενώ ο βασικός τερματισμός απαιτεί μόνο μια στροφή τετάρτων για να συνδεθεί ή για να αποσυνδεθεί.

Στην πολύτροπη και μονότροπη λειτουργία, ο σύνδεσμος τύπου SΤ χρησιμοποιείται για:
•εγκαταστάσεις σε κτίρια
•δίκτυα υπολογιστών
•τον εξοπλισμό δοκιμής δικτύωσης


Ο σύνδεσμος 568SC είναι ο μόνος σύνδεσμος που εγκρίνεται για τις νέες εγκαταστάσεις σύμφωνα με το πρότυπο ANSI/TIA/EIA-568-A. Εντούτοις, εγκαταστάσεις που έχουν ST συνδέσμους και προσαρμοστές μπορούν να παραμείνουν με αυτούς και στις υπάρχουσες και στις μελλοντικές προσθήκες στο οπτικό δίκτυο τους. Ένα πλεονέκτημα είναι, ότι δύο πρίζες μπορούν να ενωθούν μαζί για να διαμορφώσουν έναν διπλό σύνδεσμο 568SC. Η δυνατότητα κάλυψης πολλών ινών επιτρέπει την οικοδόμηση των διπλών (two-position) συνδέσμων. Η μια ίνα φέρνει τις εισερχόμενες πληροφορίες και η άλλη ίνα φέρνει τις πληροφορίες στην αντίθετη κατεύθυνση.

Οι σύνδεσμοι με δυνατότητα κλειδώματος απαιτούν ένα συγκεκριμένο προσανατολισμό της πρίζας και του βύσματος και αποτρέπουν έτσι τη λανθασμένη τοποθέτηση. Το 568SC προτιμάται για:

•δικτυακές εγκαταστάσεις εφαρμογών
•εγκαταστάσεις σε κτίρια
•ευκολία εξοικονόμησης χώρου
•ευκολία της χρήσης.

Οι θέσεις στις οποίες τοποθετούνται οι σύνδεσμοι 568SC έχουν χρώμα που κωδικοποιείται ως εξής:

•μπλε στις μονότροπες
•μπεζ στις πολύτροπες