UTP

1. 개요

2. UTP의 주요특성 파라미터

3. Category에 따른 특징

4. Cat 5e의 고속 전송 특성

 

 

 

 

 

1. 개요

 - UTP 케이블은 Unshield Twisted Pair 케이블의 약어로서 비차폐평형 꼬임 케이블임

 - 고속 및 초고속 정보통신 케이블로서 전송속도 및 용량에 따라 Cat3, Cat5, Cat5e, Cat6 등으로 구분됨

 - 4Pair의 8가닥 케이블로 구성되어 있으며,  내부는 꼬임형태로 구성되어 있음

 

 

 

2. UTP의 주요특성 파라미터

 - 특성 임피던스(Charateristics Impedence): 케이블 소재에서 나타나는 임피던스 값

 - 근단누화(NEXT: Near End Crosstalk), 원단누화(FEXT:Far End Crosstalk): 와이어를 통해 신호가 전달될 때 전자기장이 형성되어 주변와이어를 통해 흐르는 신호에 간섭을 일으킴, 즉 2개의 Pair간에 발생되어지는 불필요한 신호의 간섭 또는 혼선을 의미, 근단 누화를 경감시키기 위하여 꼬임형태로 제작함, 평소에 전화통화할 시 다른 사람의 통화내용이 들리는 것은 근단누화현상때문임

    Crosstalk: 인접선로간에 inductive/capacitive coupling에 의해 원치 않는 에너지가 교류되어버리는 현상을 의미

<참조>

When a current flows through a wire, an electromagnetic field is created which can interfere with signals on adjacent wires. As frequency increases, this effect becomes stronger. Each pair is twisted because this allows opposing fields in the wire pair to cancel each other. The tighter the twist, the more effective the cancellation and the higher the data rate supported by the cable. Maintaining this twist ratio is the single most important factor for a successful installation.

If wires are not tightly twisted, the result is Near End Crosstalk (NEXT). Most of us have experienced a telephone call where we could hear another conversation faintly in the background. This is crosstalk. In fact, the name crosstalk derives from telephony applications where 'talk' came 'across'. In LANs, NEXT occurs when a strong signal on one pair of wires is picked up by an adjacent pair of wires. NEXT is the portion of the transmitted signal that is electromagnetically coupled back into the received signal. 

 

 

 

 

  - 감쇄(Attenuation): 케이블의 길이가 길어짐에 따라 신호레벨의 강도가 줄어드는 현상, 일반적으로 100m를 초과지 말아야 함

 

 

 - 전달지연: UTP 케이블의 각각의 페어가 꼬임이 서로 다른기 때문에 페어간의 신호전달 속도가 차이를 가지게 되어 전달지연이 발생함

 

 

3. Category에 따른 특징

  - 대역폭(최고 주파수와 최저 주파수의 차이)으로 UTP 케이블의 성능을 구분한 구분법

  - 대역폭이 다르기 때문에 전송하는 데이터 량에도 차이가 발생

1) 카테고리 (CAT1) - 아날로그 음성(전화)에 사용 , 데이터 전송에 적합하지는 않습니다.

2) 카테고리 (CAT2) - 4Mbps 데이터 전송 가능. 주로 Token ring에 사용됩니다.

3) 카테고리 (CAT3) - 10BASE-T Ethernet 네티워크에 사용. 10Mbps 까지 데이터 전송이 가능합니다

4) 카테고리 (CAT4) - Token ring에 사용. 16Mbps 까지 데이터 전송이 가능합니다

5) 카테고리 (CAT5) - Fast Ethernet 네트워크에서 사용. 100Mbps 까지 데이터 전송이 가능합니다.

6) 카테고리 (CAT6) - Gigabit Ethernet 네트워크에서 사용. 1000Mbps(1Gbps)까지 데이터 전송이 가능합니다

*10Gigabit Ethernet(10Gbps)이 조만간 상용화 될 예정이라고 합니다 (CAT 7)

 

4. Cat 5e의 고속 전송 특성

 1) 4 Pair의 사용

    - Cat5까지는 UTP 4 Pair 중 2 Pair만 저속 데이터용으로 사용, 남은 1 Pair는 아날로그 전화용, 1 Pair는 전원용으로 사용

    - Cat5e는 4쌍 8가닥을 송수신 데이터용으로 사용

    - 100MHz*4=400Mhz 주파수 대역으로 대용량 트래픽 처리 가능

 2) 4D-PAM5 인코딩 방식 사용으로 1Pair당 2bit 전송

    - 4Pair*125Mbaud=500Mbaud(1pair 당 전송 가능 symbol rate=125Mbaud)

    - 1개의 Pair당 한 clock에 2bit를 전송하는 방식인 PAM5 인코딩 방식을 사용, 따라서 1Gbps 속도 제공 가능

참조>

The measurement of Ethernet TX/RX pair outputs of PHY on oscilloscope reveals that the frequency of this data is 62.5MHz. That is, for Ethernet, this equates to baud rate being twice the frequency (yes?). This also justifies the question that bandwidth of Ethernet cable being 100MHz is sufficient to carry Ethernet signals, which are much less than 100MHz, i.e. 62.5MHz.

 3) Cat 6에 비해 간단하고 경제적으로 고속 전송 구현

    - Cat 6는 Cat 5에 비하여 케이블 가격이 고가이며, 시공방식도 난이도가 높아서 Cat5e를 사용하는 경우가 많음

 

 <참조> 

1000BASE-T: 8B1Q4, PAM5

100BASE-TX: 4B5B, MLT-3

10BASE-T: Manchester Coding

<References>

http://wiki.networksecuritytoolkit.org/nstwiki/index.php/LAN_Ethernet_Network_Cable

http://www.rwmonline.org/Metrotek/SC/s2p1_frameset.htm

http://elecmania.com/205

http://docwiki.cisco.com/wiki/Ethernet_Technologies

eznet_chapter2.pdf