Калькулятор витої пари: загасання Ethernet і PoE за довжиною

Калькулятор витої пари показує, як загасання сигналу Ethernet зростає з довжиною кабелю, чи вкладається лінія в бюджет потрібного стандарту (100 Мбіт/с, 1, 2,5, 5 чи 10 Гбіт/с) і яку напругу отримає камера чи точка доступу через PoE.

Калькулятор витої пари: загасання Ethernet і PoE за довжиною кабелю

PoE: напруга на пристрої

Розрахунок за формулами загасання кабелів ANSI/TIA-568 і типовим опором провідників. Реальна лінія залежить від якості кабелю, конекторів і монтажу — для сертифікації використовують кабельний тестер.

Як рахується загасання витої пари

Загасання (insertion loss) показує, у скільки разів слабшає сигнал на кінці лінії. Воно зростає з довжиною лінійно, а з частотою — приблизно як корінь із частоти через скін-ефект. Стандарт TIA-568 задає формулу для 100 м кабелю:

IL(f) = k₁·√f + k₂·f + k₃/√f, дБ/100 м

Категоріяk₁k₂k₃Макс. частотаЗагасання 100 м
Cat5e1,9670,0230,050100 МГц22,0 дБ @ 100 МГц
Cat61,8080,0170,200250 МГц32,8 дБ @ 250 МГц
Cat6A1,8200,00910,250500 МГц45,3 дБ @ 500 МГц

Багатожильні патч-корди мають загасання приблизно на 20% більше, ніж інсталяційний кабель. На кожен градус понад 20 °C загасання неекранованої витої пари зростає приблизно на 0,4%. Кожне з’єднання (розетка, патч-панель) додає ще 0,02–0,04·√f дБ.

Частоти стандартів Ethernet

СтандартПарКлючова частотаМінімальний кабель на 100 м
10BASE-T210 МГцCat3
100BASE-TX231,25 МГцCat5
1000BASE-T462,5 МГцCat5e
2.5GBASE-T4100 МГцCat5e
5GBASE-T4200 МГцCat6
10GBASE-T4400 МГцCat6A (Cat6 — до 55 м)

Бюджет лінії в калькуляторі — це загасання стандартного 100-метрового каналу мінімальної категорії: 90 м інсталяційного кабелю, 10 м патч-кордів і чотири з’єднання. Якщо ваша лінія вкладається в цей бюджет, з загасанням проблем не буде. Для 10GBASE-T на Cat6 обмежує не загасання, а міжкабельні наводки (alien crosstalk), тому там межа 55 м.

PoE і опір кабелю

Живлення PoE йде тими самими парами, тож частина потужності гріє кабель. Опір однієї жили 24 AWG — близько 8,4 Ом на 100 м, у CCA — у 1,6 раза більший. Для 2-парного PoE опір петлі дорівнює опору однієї жили на всю довжину, для 4-парного 802.3bt — удвічі менший. Стандарт гарантує живлення на 100 м мідного кабелю; на CCA і довших лініях напруга на камері просідає нижче допустимої.

Детальніше про скручування пар, розпіновку T568B і трасування диференційних пар на платі читайте у статті Вита пара Ethernet: диференційні пари, розпіновка T568B і загасання.

Корисні джерела: Category 6 cable (Wikipedia), Power over Ethernet (Wikipedia).