목 차

1. UTP 개요 1) UTP 정의 및 용도 2) UTP 발달과정 3) 각 Media 비교

2. UTP 국제 기준 1) 국제기준 (Standards)

ⓐ ANSI/TIA/EIA 568A ⓑ ISO/IEC 11801 ⓒ 차이점

2) 분류 기준별 분류 ⓐ 차폐여부별 분류 ⓑ 사용주파수별 분류 ⓒ 물성 등급별 분류

3) 특성 기준별 요구사항 (Spec.) ⓐ 구조 특성 ⓑ 전송특성 ( 전기적 특성 ) ⓒ 물성특성 ⓓ 난연특성

4) UTP 제품 경향 (Trend)

3. UTP 주요 특성 1) 1 차 정수 (1) 직류도체저항 (DC, R) (2) 도체저항 불평형 (R-Unbalance) (3) 상호 정전용량 (C) (4) 대지간 정전용량불평형 (C-Unbalance, pair to ground)

2) 2 차 정수 (1) 특성 임피던스 (Zo) (2) 구조적 손실계수 (SRL) (3) 손실계수 (RL) (4) 감쇄량 (ATT) (5) 근단누화 (PPNEXT) (6) 근단누화와 감쇄량차 (ACR) (7) Power Sum 근단누화 (PSNEXT) (8) Power Sum 근단누화와 감쇄량차 (PSACR) (9) 원단누화 (ELFEXT) (10) Power Sum 원단누화 (PSELFEXT) (11) 전파지연정수 (PD) (12) 전파지연 Skew (PD SKEW)

4. UTP 설치 지침서 (Guide Line)

5. UTP 사용 지침서 (Guide Line)

6. LGC UTP 케이블 현황 1) LGC 의 UTP 생산현황 2) LGC 의 제품 구조 ( 단면도 ) 3) LGC UTP Cat.3 특성 Data 4) LGC UTP Cat.5 특성 Data 5) LGC FTP Cat.5 특성 Data 6) LGC PATCH Cat.5 특성 Data 7) 타사 제품과의 비교 Data

7. UTP 케이블 주요대외인증 종류 1) UL 인증 절차 , 인증표시및 판별법 2) ETL 인증절차 , 인증표시방법및 판별법 3) LGC 인증현황및 계획 (‘99.1 기준 )

1. UTP 개요

1) 정의및 용도

차폐가 되지 않은 고속 . 대용량신호및 Data 전송용 Copper 케이블

(Unshielded Twisted Pair Cable: U.T.P Cable) 로서 , IBS System

의 수평및 수직배선망 (Horizontal & backbone Cabling system)

에 사용된다 .

①

②

③

④

⑤

① Main Distribution Frame (MDF) 모든 배선시스템을 관리하며 집선 또는 분배하는 기능으로서 주장비들 (Main 컴퓨터 , 교환기 , LAN 장비 등 ) 과 연결된다 .

② Backbone & Riser Cabling 구내배선의 간선부분으로 주 배선망이기도 하며 MDF 와 IDF 사이에 광 또는 다대 (25Pair 이상 ) UTP 케이블 로 연결된다 .

③ Intermediate Distribution Frame (IDF) MDF 로 부터 연결된 간선 케이블을 구분된 층이나 , 지역에 연결하기 위한 중간배선반 역할을 한다 .

④ Horizontal Cabling 수평배선은 사용자들의 업무공간에 어느곳이든 사용자 단말과의 접속이 가능하도록 설계된다 . 여기에 UTP 케이블 4Pair 가 집중적으로 사용된다 .

⑤ Workstation Area Outlet 에서 patch cord 로 사용하여 , 사용자 단말내부의 Network card 에 연결시키는 부분이다 .

2) 발달 과정

정보화의 가속으로 고속및 대용량의 전송매체 (Media) 필요성이 대두되어 하기와 같이 발달 하였다 .

구 분 ‘80 년대 이전 ‘90 년대 이후

Service

기 능 전송속도Media( 매체 )

음 성 전 화 저 속CPEV, TIV 등

음성 + 정보 (Data)+ 영상 전화 + PC + LAN(IBS)

고 속UTP, 동축 , 광 (MM, SM)

3) 각 Media( 매체 ) 별 특징

광 (MM, SM) 동축 케이블 UTP 케이블

. 가장우수한 매체

. 광대역폭 , 대량전송

. 무전자장애 (EMI)

. 좁은공간 대용량설치

. UTP 보다 큰 대역폭 . 가격 저렴 ( 경제적 )

. 설치가 용이 ( 시간절약 )

. 호환성및 유연성

. 관련 기자재 고가 . 고가격. 케이블 유연성 없음. 케이블외경 大

. 사용 / 포설 조장의 한계 ( 최대 90m)

2. UTP 케이블 국제기준

1) 주요국제 기준 (Standards) ⓐ ANSI/TIA/EIA 568A UTP 케이블에 대한 표준은 케이블 단독의 표준으로서 출발한 것이 아니라 케이블링 system 표준중에 케이블부분으로서 출발하였다 . 1991 년 미국에서 미국표준협회 (ANSI) 에서 최초로 상업빌딩용 통신케이블링 표준 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standards) 을 제정하여 그 표준이름을 ANSI/TIA/EIA 568 로 명명 하게 되었다 .

그후 1995 년에 1 차 개정을 통해 ANSI/TIA/EIA 568A 로 , 1997 년에 2 차개정을 통해 ANSI/TIA/EIA 568A-1 로 , 특히 , 1998 년에는 Enhanced Category 5 초안 (Draft 8B) 이 반영된 3 차개정을 통해 오늘에 이르렀다 . 이 표준은 미국을 비롯한 미국영향권내에 있는 국가들이 국제표준으로 이용하게 되었다 . 엄밀히 말해 , 이 표준은 미주지역을 중심으로 한 지역표준 (Local Standards)) 이라 할수 있으며 , 세계적인 표준 (World-wide Standards) 이라고는 말하기 어렵다 .

ⓑ ISO/IEC 11801

한편 , 유럽에서는 1995 년에 EN 50173 이라는 유럽지역 표준이 “ Information Technology Generic Cabling Systems “ 이라는 이름으로 제정되었다 . 이어서 , 이 표준을 근간으로 해서 드디어 세계적인 표준인 “ ISO/IEC 11801 “ 이 “ General Cabling for Customer Premises” 이름으로 제정되어 전세게로 퍼졌다 . 세계 대부분의 국가들 중에 미국영향을 받지 않는 국가들은 ( 특히 , 유럽 ) 모두 이 표준을 그대로 인용하여 자체국가 표준을 만드는 실정이다 .

ⓒ 차이점 ( AANSI/TIA/EIA 568A 와 ISO/IEC 11801) 가장 큰 차이점은 전기적 특성 중에서 2 차 정수의 하나인 특성임피던스 (Characteristics Impedance: Zo) 의 측정방법및 판정기준이다 . 즉 , TIA/EIA 568A 는 Category 5 까지는 “최소자승법 ( Least squares Function Fit)” 으로 ( 일명 smooth line or Fitted line 판정법 ), ISO/IEC 11801 은 Input임피던스 (Zin) 으로 판정한다 .

쉽게 말하면 ANSI/TIA/EIA 568A 는 평균치로 , ISO/IES 11801 는 개개치로 판정 한다는 것이다 . (* 상세내용 : 3 장 UTP 주요특성 참조 )

그리고 , 한가지 특이 한 것이 있는데 그것은 구조적손실계수 (SRL) 이라는 항목이다 . 즉 , ANSI/TIA/EIA 568A 이나 ISO/IEC 11801 모두 규제하고 있는 항목이나 , 검사기관 이나 인증기관에 따라서 , 이 SRL 항목을 규제치 또는 참고치로 판정 한다는 것이다 .

즉 , Zo 항목을 개개치 (Input Impedance) 로 판정 할때는 SRL 을 참고치로 (Only engineering information), Fitted line 으로 판정할 때는 규제치로 판정 한다는 점이다 .

이것을 이론적으로 설명하면 , ( 상세 : 3 장 참조 ) SRL 은 Zo 와 Zin 의 함수 (Function) 로서 , Zin 이 Zo( 케이블 자체 고유 임피던스 ) 에 최대한 가깝게 (Ideal 한 수치는 100Ω) 될수록 좋은 값이 된다 .

다시 말하면 , 케이블의 전주파수에 걸처 (Sweep frequency 라 함 ) 특성임피던스를 평균치로 판정하면 , 각 spot 주파수에서의 개개치가 상대적으로 상쇄되기 때문에 이를 규제하고자 SRL 을 규제 하고 , 또한 개개치로 판정하면 , 굳이 SRL 를 규제 할 필요가 없다는 이치이다 . 왜냐하면 , 개개치가 만족하면 자동적으로 SRL 은 이론적으로 ( 또는 계산적으로 ) 모두 만족하기 때문이다 .

이런 관점에서 보면 , ANSI/TIA/EIA 568A 가 케이블 제조자에게는 보다 더 , 합리적 이라 할수 있다 .

당사의 경험치로 보면 Zin 가 전주파수에 걸처 120Ω 을 초과하지 않으면 (Spec.: 100±15Ω) SRL 항목은 만족함을 알수 있다 .

그러나 , Enhanced Category 5 및 Category 6 이상 일 경우는 ANSI/TIA/EIA 568A 및 ISO/IEC 11801 표준 모두 개개치로 규제하고 있다 .

2) 분류 기준별 분류 UTP 케이블은 하기 기준에 따라 3 가지형태로 분류된다 . ① 차폐 (Shield) 유무 : 3 분류 (UTP, FTP, STP)

② 사용주파수대역 : 7 분류 (Cat.1~7) ③ 난연 등급 : 4 분류 (CMX, CM, CMR, CMP)

ⓐ 차폐별 분류

분 류 상 세 내 용 용 도

. 흔히 일컫는 비차폐 고속 신호용 케이블

. 최대 200MHz

. 음성 + 정보 (Data)+ 저급영상 신호

. 1 중 차폐로 , 케이블 코어만 차폐된 케이블

* 차폐재질 : AL/Plastic complex foil 또는 동편조 (Copper Braid)

. 최대 100MHz

. 전자장애 (EMI) 및 전기적안정화 고려. 음성 + 정보 (Data)+ 저급영상 (Video) 신호

UTP(or U.UTP)

FTP(or S.UTP)

STP(or S.STP)

. 2 중 차폐로 , Pair 개개차폐 및 케이블 코어 차폐된 케이블

* Pair 차폐재질 : AL/Plastic complex foil* 코어차폐재질 : AL/Plastic complex foil 또는 동편조 (Copper Braid

. 최대 500MHz

. 음성 + 정보 (Data)+ 영상 (Video) 신호. 75Ω 동축케이블 대체용

UTP STPFTP

* UTP : Unshielded Twisted Paired Copper Cable

FTP : (Overall) Foiled Twisted Paired Copper Cable

STP : (Overall) Shielded(and Shielded Individually Pair)Twisted Paired Copper Cable

* 당사는 Pair 및 코어차폐재질로서 Al/Mylar tape (0.075t) 를 사용하며 , 동편조는 적용하지 않는다 . 각 Type 별 구조설계 Base 및 전송특성설계 Base 는 모두 다르다 .(6 장 참조 )

* 국내에서는 FTP 를 STP 라 혼동하여 부르고 있는 고객도 있는데 , STP 라고 말하는 고객이 있으면 반드시 1 중 차폐로서의 STP 인지 ( 즉 FTP), 2 중차폐로서의 STP 인지 다시한번 분명히 clear 해야 된다 .

여기서 , UTP 4Pair 케이블의 유연성 (Flexibility) 향상을 목적으로 , Solid 도체 대신연선으로 된 도체 (Stranded Conductor) 를 사용하는 경우도 있다 .이를 일명 Patch Cable(or Patch Cord) 라 한다 .

사용되는 연선재질과 규격은 UL 444 에 의해 규정되어지며 , 대표적 규격과 재질은 Un-coated AWG 24 (7/0203A) 이다 .

즉 , 소선경이 0.203mm 이며 , 이 소선이 1+6 구조로 stranded 된 규격이며 , 재질은annealing 된 copper 이다 .

User 에 따라서는 석도도금 (Tinned Copper wire) 연선을 요구하는 경우도 있다 .

당사에서 생산되는 구조는 다음과 같다 .

-. Wire 규격 : 0.6 mm-. 소선 규격 : 7/0203A-. 재질 : 연동선 (Annealed Copper)

ⓑ 사용주파수별 분류

분 류전송 속도 (Mbps) 용 도

사용주파수 (MHz)

Category 1 음성주파수 1 . 전화망 (2Pair)

Category 2 4 4 . Multi-Pair 통신케이블

Category 3 16 16 . 전화망 + 전산망

Category 4 20 20 . 전산망 전송속도 Up . 저손실 통신케이블

Category 5 및 Enhanced Category 5

100 100 . Digital 전화망 + 전산망 . 저손실 , 광대역폭 케이블

Category 6 Category 7

200 500

200500

. Digital 전화망 + 전산망 . 영상 (Video) 신호 전송

* 현재 국내 / 국제적으로 상용되고 있는 분류는 Category 3, 5, En-Cat.5 및 Cat.6 이며 , Category 4 는 category 5 등장으로 지금은 소멸되었고 , Category 7 는 STP 구조로서 현재 전세계적으로 개발 단계에 있다 .

ⓒ 난연등급별 분류

CMP

CMR

CM

CMX

인가열량

인가시간

연소길이

연기 억제

1.0(kw)

21(kw)

150(kw)

88(kw)

1 분

20 분

30 분

20 분 73

m/min이하

3.6m이하

2.4m이하

0.5m이하

규제

비규제

비규제

비규제

•수직 포설형• Non-Plenum Cable• UL 1666(Riser Test)

•일반형• Non-Plenum Cable• UL 1581(VTFT Test)

• 제한적 사용 (LIMITED USE)• Non-Plenum Cable• UL 1581 (VW-1 Test)

• Duct 가 없는 천정포설용• Plenum Cable• UL 910 (Plenum Test)

고난연순위

* 주 ) CM 과 CMR 등급 중간에 CMG 가 있으나 , 통상적으로 UTP Cable 같은 LAN Cable 에서는 적용되지 않는다 .

cf) CMG: CAS FT4 (VTFT Test) 으로서 , UL 1581 의 CM 과 유사 -> Burner 각도 ( 수평 -> 45 도 상향 ) 와 시료 조건 (1/2 간격 배열 -> 6 개 묶음 x 6 개 ) 이 다름

ⓓ 물성등급별 분류

물성등급은 사용되어지는 절연자재및 시스자재별로 구분되어지는 신뢰성시험온도(Aging Temperature) 및 시간으로 구분하여 , 이를 온도 ( )℃ 로서 등급화 (Raing) 하여분류하고 있다 .UL 444 표준에는 다음과 같이 구분하고 있다 .

등 급 ( ) ℃ 절연 또는 시스자재 시간 (Day) Aging 온도 ( )℃

75 난연 PE (FR-PE) 2 100 고밀도 PE (HDPE) 2 100 저밀도 PE (LDPE) 2 100 폴리필렌 (PP) 10 100 연질 PVC (PVC) 10 100 반경질 PVC(SR-PVC) 7 113 (XL) 7 112

90 연질 PVC (PVC) 7 121 반경질 PVC(SR-PVC) 7 121 (XL) 7 112 105 (XLPO) 7 136 연질 PVC (PVC) 7 136 반경질 PVC(SR-PVC) 7 136

125 (PVDF) 7 158

150 (PVDF) 60 158 (ECTFE) 7 180

200 (FEP) 7 232 (PFA) 4 260

250 (PTFE) 60 260

* 75℃ 미만 등급으로서는 60℃ 등급이 있는데 이는 상기 Aging 시험이 적용하지 않는 ( 즉 , 신뢰성이 적용되지 않는 ) 기본적인 등급이다 .

* 당사의 제품은 절연은 HDPE 및 FR-PE, 시스는 PVC 를 사용하고 있고 , 상기 Aging 시험을 만족하는 수준이므로 물성등급은 75℃ 등급이라 할수 있다 .

3) 특성 기준별 요구사항 (Spec. 내용 )

구조및 전송특성은 사용 또는 지원되어지는 System 의 공칭 임피던스에 따라 다른데 , 현재 가장많이 사용되어지는 100Ω, UTP, AWG 24, 4Pair 에 대해서 살펴보면 다음과 같다 . (EIA/TIA-568A, UL 444-13)

ⓐ 구조 특성

항 목 요 구 내 용

1. 도체재질및 도체외경 (mm)

. 연동선 (Annealed Copper) 으로서 단선 (Solid Copper) 또는 연선 (Stranded Copper). 0.511 (AWG 24)

3. 절연 외경 (mm)

. 최대 6.35

. 12 가지 재질중 택일

. Pair #1: 청색 -백색 ( 또는 백색위 청색 Ring/Dot/Stripe마킹 )

Pair #2: 등색 -백색 ( 또는 백색위 등색 Ring/Dot/Stripe마킹 )

Pair #3: 녹색 -백색 ( 또는 백색위 녹색 Ring/Dot/Stripe마킹 )

Pair #4: 갈색 -백색 ( 또는 백색위 갈색 Ring/Dot/Stripe마킹 )

2. 절연재질및 색상

. 앞물성등급자재 재질중 택일

. 색상은 규제 없음 -> 통상적으로 회색이 가장많이 쓰이나 , 용도 / 구분용으로 타색상 (청색 , 황색 등 ) 이 쓰이는 경우가 있다 .

4. 시스재질및 색상

5. 케이블 외경 (mm)

. 최대 1.22

* 주 ) Spec. 화된 Cat.3 경우 , 초창기에는 PVC 절연및 Ring/Dot마킹이 적용되엇으나 , 최근에는 전기적특성및 기계적강도가 더 좋은 HDPE 로 절연하는 추세이다 . 또한 , 범용으로 가장많이 쓰이는 Cat.5 4Pair 경우에는 최근에는 사용자의 편의를 위해 백색심선위에 각각 결합되는 심선의 색상을 표시 (Ring/Dot/Stripe) 하는 경향이며 , User 또한 이것을 선호하는 경향이다 . Ring마킹 또는 Dot마킹은 old-fashion 이며 , Stripe 는 New-fashion 이다

ⓑ 전송특성 ( 전기적 특성 ): Category 3 ~ 5

전송 항목 Category 5 Category 4 Category 3 주파수 (MHz)

[ 1 차 정수 ]

1. 특성임피던스 (Ω)

2. 손실계수 (SRL)

3. 감쇄량 (ATT) (dB/100m) 및 근단누화 (NEXT) (dB/100m)

100 ±15(1~16MHz)

최소 12 “ 10

- -

ATT NEXT 2.2 43

2.6 415.6 328.5 279.7 2613.1 23 - - - - - - - - - -

100 ±15 (1~20Mhz)

최소 21 “ 19 “ 18

-

ATT NEXT 1.9 58 2.1 56 4.3 47 5.2 42 6.9 41 8.9 38 10.0 36 - - - - - - - -

100 ±15(1~100MHz)

최소 23 “ 23 “ 23

23-Log(f/20)

ATT NEXT1.8 642.0 624.1 535.8 486.5 478.2 449.3 4210.4 4111.7 3917.0 3522.0 32

[ 2 차 정수 ]

1 ~ 100

1~10 10~16 16~20 20~100 -

0.772 1 4 8 10 16 20 25 31.25 62.50 100

1. 도체저항 (Ω/100m)

2. 도체저항불평형 (%)

3. 정전용량 (nF/100m)

4. 정전용량 불평형 (pF/100m)

최대 9.38

최대 5.0

최대 6.6

최대 330

최대 9.38

최대 5.0

최대 6.0

최대 330

최대 9.38

최대 5.0

최대 5.5

최대 330

-

-

0.001

0.001

* 주 ) 감쇄량 0.772 값은 Design base 용으로서 Engineering information( 규제치는 아님 ) 이며 , 상기전송특성은 UTP, FTP, STP 에 공동으로 적용된다 . 단 , 근단누화 (NEXT) 는 5Pair 이상 규격에 대해서는 Power sum 으로 규제된다 .

표-10. En-Cat.5, Cat.6 주파수별 특성 항목 (2 차 정수) ; 4 Pair 이하 적용특 성 치

시 험 항 목 단 위En-Cat.5 Cat.6

RL α PPNEXT PSNEXT RL α PPNEXT PSNEXT

반사손실(RL),

감쇄량(α ),

Pair-to-Pair

근단누화(PPNEXT)

및

Power-Sum

근단누화(PSNEXT)

0.772 MHz

1 MHz

4 MHz

8 MHz

10 MHz

16 MHz

20 MHz

25 MHz

31.25 MHz

62.5 MHz

100 MHz

125 MHz

155 MHz

175 MHz

200 MHz

225 MHz

250 MHz

275 MHz

300 MHz

dB/100m

-

최소 19.0

최소 20.8

최소 21.7

최소 22.0

최소 22.0

최소 22.0

최소 21.3

최소 20.6

최소 18.5

최소 17.1

-

-

-

-

-

-

-

-

최대 1.8

최대 2.0

최대 4.1

최대 5.8

최대 6.5

최대 8.2

최대 9.3

최대 10.4

최대 11.7

최대 17.0

최대 22.0

-

-

-

-

-

-

-

-

최소 67.0

최소 65.3

최소 56.3

최소 51.8

최소 50.3

최소 47.3

최소 45.8

최소 44.3

최소 42.9

최소 38.4

최소 35.3

-

-

-

-

-

-

-

-

최소 64.0

최소 62.3

최소 53.3

최소 48.8

최소 47.3

최소 44.3

최소 42.8

최소 41.3

최소 39.9

최소 35.4

최소 32.3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

최소 19.0

최소 21.4

최소 22.6

최소 23.0

최소 23.0

최소 23.0

최소 22.3

최소 21.6

최소 19.5

최소 18.1

최소 17.4

최소 16.8

최소 16.4

최소 16.0

최소 15.6

최소 15.3

최소 15.0

최소 14.8

최대 1.8

최대 2.0

최대 3.8

최대 5.4

최대 6.0

최대 7.7

최대 8.6

최대 9.6

최대 10.8

최대 15.7

최대 20.2

최대 22.9

최대 25.8

최대 27.6

최대 29.8

최대 31.8

최대 33.8

최대 35.7

최대 37.5

최소 76.0

최소 74.3

최소 65.3

최소 60.8

최소 59.3

최소 56.3

최소 54.8

최소 53.3

최소 51.9

최소 47.4

최소 44.3

최소 42.9

최소 41.5

최소 40.7

최소 39.8

최소 39.0

최소 38.3

최소 37.7

최소 37.2

최소 74.0

최소 72.3

최소 63.3

최소 58.8

최소 57.3

최소 54.3

최소 52.8

최소 51.3

최소 49.9

최소 45.4

최소 42.3

최소 40.9

최소 39.5

최소 38.7

최소 37.8

최소 37.0

최소 36.3

최소 35.7

최소 35.2

PPFEXT PSFEXT PPACR PSACR PPFEXT PSFEXT PPACR PSACR

dB/100m

Pair-to-Pair

원단누화(PPFEXT),

Power-Sum

원단누화(PSFEXT),

Pair-to-Pair

누화감쇄량차(PPACR)

및Power-Sum

누화감쇄량차(PSACR)

0.772 MHz

1 MHz

4 MHz

8 MHz

10 MHz

16 MHz

20 MHz

25 MHz

31.25 MHz

62.5 MHz

100 MHz

125 MHz

155 MHz

175 MHz

200 MHz

225 MHz

250 MHz

275 MHz

300 MHz

최소 66.0

최소 63.8

최소 51.7

최소 45.7

최소 43.8

최소 39.7

최소 37.7

최소 35.8

최소 33.9

최소 27.8

최소 23.8

-

-

-

-

-

-

-

-

최소 63.0

최소 60.8

최소 48.7

최소 42.7

최소 40.8

최소 36.7

최소 34.7

최소 32.8

최소 30.9

최소 24.8

최소 20.8

-

-

-

-

-

-

-

-

최소 65.2

최소 63.3

최소 52.2

최소 46.0

최소 43.8

최소 39.0

최소 36.5

최소 33.9

최소 31.2

최소 21.4

최소 13.3

-

-

-

-

-

-

-

-

최소 62.2

최소 60.3

최소 49.2

최소 43.0

최소 40.8

최소 36.0

최소 33.5

최소 30.9

최소 28.2

최소 18.4

최소 10.3

-

-

-

-

-

-

-

-

최소 70.0

최소 67.8

최소 55.7

최소 49.7

최소 47.8

최소 43.7

최소 41.7

최소 39.8

최소 37.9

최소 31.8

최소 27.8

최소 25.8

최소 23.9

최소 22.9

최소 21.7

최소 20.7

최소 19.8

최소 19.0

최소 18.2

최소 67.0

최소 64.8

최소 52.7

최소 46.7

최소 44.8

최소 40.7

최소 38.7

최소 36.8

최소 34.9

최소 28.8

최소 24.8

최소 22.8

최소 20.9

최소 19.9

최소 18.7

최소 17.7

최소 16.8

최소 16.0

최소 15.2

최소 74.2

최소 72.3

최소 61.5

최소 55.4

최소 53.3

최소 48.6

최소 46.2

최소 43.7

최소 41.1

최소 31.7

최소 24.1

최소 20.0

최소 15.7

최소 13.1

최소 10.0

최소 7.2

최소 4.6

최소 2.0

최소 –0.4

최소 72.2

최소 70.3

최소 59.5

최소 53.4

최소 51.3

최소 46.6

최소 44.2

최소 41.7

최소 39.1

최소 29.7

최소 22.1

최소 18.0

최소 13.7

최소 11.1

최소 8.0

최소 5.2

최소 2.6

최소 0.0

최소 –2.4

전파지연(P.D)

(Propagation

Delay)

1MHz

10Mhz

100MHz

200MHz

300MHz

ns/100m

최대 570.0

최대 545.0

최대 538.0

-

최대 570.0

최대 545.0

최대 538.0

최대 537.0

최대 536.0

ⓑ 전송특성 ( 전기적 특성 ): Enhanced category 5 & Category 6 [ 1 차 정수 ] : Category 5 와 동일함

[ 2 차 정수 ] : 주파수는 최대 200MHz 이나 , 하기규제치는 당사제품을 기준한 것임 .

4) UTP 제품 경향 (Trend)

구 분

Cat.3 Cat.5/En-Cat.5

Cat.6 Cat.7

( 최대 16MHz) ( 최대 100MHz) ( 최대 200MHz) ( 최대 500MHz)

특 징

LAN 특성주파수

차폐유무UTP

( 비차폐 )

FTP

(1 중 차폐 )

STP

(2 중 차폐 )

난연 등급CMX

( 주거및 관로형 )

CM

( 일반용도 )

CMR

( 층간 화재 방지 )

CMP

( 천정용 )

차폐특성

난연특성

환경 등급 할로겐계 환경 친화적 특성

종 류

온도 등급 60℃ 온도특성( 최대사용 온도 )

75℃ 90℃ 125 ~250℃

할로겐계 할로겐계 비할로겐계 (LSOH)

3. UTP 케이블 주요 특성1) 1 차 정수 (1) 직류 도체 저항 ( DC Resistance: R, Ω/100m)

AWG 24 (0.510mm) 의 도체에 DC 전압을 가하면 도체및 절연체에는 전류가 흐른다 . 이때 , 가 해준 DC 전압 (V) 과 흐르는 전류 (I) 는 비례관계가 성립되는데 이 비례상수를 전기저항 이라 부르며 , 도체 단면적 (A) 에 반비례하고 도체 길이에 비례한다 . V ∞ RI V=RI (Ohm∴ 의 법칙 )

L ( 조장 ) L ( 조장 ) R ∞ R=ρ ∴ A A

여기서 , Copper 경우 ρ= 1/58 , A=(πd?)/4 이므로

1 4 ∴ R = x 조장 (Ω/ 조장 ) 58 πd?

UTP 케이블경우는 100m 를 기준으로 한다 . UTP 케이블에 있어 전송품질을 좋게 할려면 도전율이 좋은 도체 및 R 을 감소시켜야 한다 .

R 를 감소 시킬려면 도체경을 굵게 , 대연피치를 길게 하여 연입율을 작게 하는 것이나 , 이는 원가 및 특성문제로 불가능 하다 . 따라서 규정된 도체경으로서 케이블 길이 방향으로 일정하게 유지하여 , 두 심선간 R 차이를 ( 도체저항 불평형이라 함 ) 최소화시키는 것이 중요하다 .

(2) 도체 저항 불평형 ( DC Resistance Unbalance: R-Unb, %)

UTP 케이블의 각 Pair 는 a, b 두 심선으로 이루어지며 , 그 두심선의 도체저항의 차이를 말한다 . 단위는 % 이며 , 구하는 공식은 다음 2 가지가 있으며 , 보통 2번째 공식으로 구한다 . Rmax-Rmin R-Unb = x 100 (%) Rmax+Rmin A Rmax-Rmin R-Unb = x 100 (%) Rmin 여기서 , Rmax: 두 심선의 R 값중 큰 값 Rmin : 두 심선의 R 값중 작은 값 (Rmax > Rmin)

(3) 상호 정전용량 ( Mutual Capacitance: C, nF/100m)

UTP 케이블의 각 Pair 는 a, b 두 심선으로 이루어지며 , 그 두심선의 상호간 축적 할수 있는 전하량을 말한다 . 단위는 nF 을 사용하며 , R 과 마찬가지로 케이블 조장에 비례하며 , 100m 를 기준으로 한다 . 이는 도체경과 절연외경 및 절연재질과의 함수로서 정의 되어지며 , R 과 함께 UTP 케이블 품질의 중요한 특성이다 . 이의 영향은 감쇄량 , 특성임피덩스등 2 차정수에 절대적인 영향을 미친다 . C 또한 R 과 같이 감쇄량측면에서 고려해야 하며 , 이 감쇄량을 감소하기 위해서는 R 과 같이 C 를 감소시켜야 한다 .

d ( 도체경 )

D ( 절연외경 )

2.33 C = x 조장 (nF/조장 ) 36 ln(1.88D/d)

(4) 대지간 정전용량 불평형 (Capacitance Unbalance:C-Unb, pF/100m)

UTP 케이블의 각 Pair 는 a, b 두 심선으로 이루어지며 , 그 두심선은 각각 대지와 전하량을 갖는다 . 이 두심선의 대지간 정전용량의 차이를 말한다 . 단위는 pF 이며 , 구하는 공식은 다음 공식으로 구한다 . C-Unb = Ca - Cb

Ca Cb

a 심선 b 심선

2) 2 차 정수

1) 특성 임피던스 (Zo, Ω)

전송선로의 특성을 결정하는 가장중요한 factor 로서 , 전송선로 특성을 주파수영역에서 정의된 복소량 (Complex) 으로 나타내며 , Ohm(Ω) 차원의 단위를 가진다 .

이 특성을 케이블에 적용하면 , 케이블 길이방향으로 구조적 , 물성적 변화 없이 일정하게 제조 또는 설치되었는가를 판단 하는 기준이 된다 .

Category 5 이하의 낮은 등급의 Performance 를 수행하기 위해서는 Zo 의 개개치 분포 ( 또는 산포 ) 가 중요하지 않게 여겨 , 측정된 개개치로 “ 최소 자승법” 을 사용한 Fitted line(ASTM D 4566, Method 3) 으로 판정하여 왔다 .( 평균치 )

Category 6 ( 또는 Enhanced Cat.5) 이상의 높은 Performance 를 수행하기 위해서는 전주파수대역 (Sweep Frequency) 에서 개개치로 균일하게 (Uniformity) 분포되어야 하며 , 아래의 그림과 같이 판정및 관리된다 .

100

90

80

70

110

120

130

(Ω)

A

C EF

BD

Cat.5 이상판정기준Cat5 판정기준Fitted Line)

* 판정 : Cat.5 기준경우 : 합 격 ( 개개치가 (A, B 표시 )out 되더라도 Fitted line 은 합격 )

Cat.6 기준경우 : 불합격 ( 개개치 out됨 - A,B,..F 표시 )

50 100 200 250 350 (MHz) 150

특성임피던스 (Zo) 가 불만족할 경우에는 하기와 같은 현상이 일어 난다 .

- 반사손실 (SRL) 의 급격한 손실로 해당 주파수대역에서의 Data 의 신뢰성 상실 - 영상 (Video) 신호 경우 , 환영 (Ghost) 현상 발생 - 전송 손실의 증가

특성임피던스는 Cable 상태와 포설후 (On-site) 상태는 대부분의 경우에는서로 다르다 . 이것은 케이블의 움직임에 따라 Pair 및 전체적인 구조가외부영향을 받아 변경되었다는 것을 의미 한다 .따라서 , 케이블의 움직임에 대한 외부영향을 최소화 하기 위한적정 구조 선택이 무엇보다 중요하다 .

특성임피던스는 케이블 길이에 관계없이 일정한 값을 가진다 .

구조적손실계수 (SRL) 이 불만족할 경우에는 하기와 같은 현상이 일어 난다 .

- 해당주파수 대역에서는 특성임피던스 (Zo) 가 불만족하므로 Data 의 신뢰성및 전송품질을 보장할수 없다 . - 인접신호와의 간섭 발생 .

(3) 손실계수 (Return Loss: RL, dB) Zo 와 마찬가지로 Category 5 이하에서는 SRL 만 필요하게 되었으나 , Category 6 이상에서는 모든 Pair 를 사용하기 때문에 개개 Pair 에 대한 SRL 과 더불어 , 케이블 전체적인 구조때문에 일어나는 RL(Return Loss: RL) 이 추가된다 .

즉 , RL 은 개개 Pair 의 임피던스 부정합과 이로 인한 케이블 전체적인 불균일한 구조 때문에 발생되는 것이며 , SRL 은 개개 Pair 의 임피던스 부정합때문에만 일어나는 것이다 .

이 RL 의 수학적인 정의는 다음과 같다 .

2) 구조적 손실계수 (Structure Return Loss: SRL, dB)

전송선로의 특성임피던스와 부하 (Load) 임피던스가 동일하지 않으면 전송선로에는 임피던스부정합 (Impedance mismatch) 에 의한 반사 손실이 일어 난다 .

케이블에서는 각 주파수별 입력임피던스 (Zin) 가 케이블 자체 임피던스인 특성임피던스 (Zo) 와 어느정도의 부정합 (Mismatch) 이 있는 지를 대수적 으로 나타낸것이다 . 이 특성은 Zo 와 마찬가지로 선로의 길이 ( 즉 , 케이블 길이 ) 와는 관계가 없이 일정하다 .

Zin - ZoSRL (dB) = -20 Log [ ] Zin + Zo

Zin - 100RL (dB) = -20 Log [ ] Zin + 100

(4) 감쇄량 (Attenuation, dB/100m)

케이블 단위 길이당 이득이나 , 손실을 나타내는 중요한 factor 로서 , 선로의 선택이나 , 길이결정의 중요한 척도가 된다 .

이는 케이블의 입력단과 출력단에서 나타내어지는 전기적 신호의 비를 대수로 표시 한것이다 .

1 차 정수로서 계산될 경우에는 2번째공식이 사용되며 앞에서 언급 했듯이 R 과 C 값에 비례하여 나타난다 .

Zo, SRL, RL 과는 다르게 케이블 길이에 직접적으로 비례관계에 있다 .

출력신호감쇄량 (dB/100m) = - 20 Log [ ] 입력신호

감쇄량이 불만족할 경우에는 하기와 같은 현상이 일어 난다 .

- 전송능력 ( 길이 ) 축소로 전송가능 길이가 짧아짐 . - 전송신호의 오차 (error) 발생

감쇄량 (dB/100m) (1/2) G√(L/C) + (1/2)R√(C/L) ≒

≒ (1/2)R√(C/L) → 4.34 (1/2)R√(C/L)

(5) 근단누화 (Near End Cross-Talk: NEXT, dB≥100m) 및 (9) 원단누화 (Far End Cross-Talk :FEXT, dB ≥100m) 임의의 한 Pair 에 신호가 보내질때 , 인근의 Pair 에 간섭 , 유도되는 현상으로 , 본래 의도되지 않았던 신호가 다른 Pair 에서 발생되는 현상이다 . 이때 , 신호를 보내는 송단측에서 간섭 , 유도되는 현상을 근단누화 (NEXT) 라 하며 , 일명 PPNEXT(Pair-to-pair NEXT) 라고도 한다 신호를 받는 수단측에서 나타나는 현상을 원단누화 (Far End Cross-Talk: FEXT) 라 한다 . 이 FEXT 는 일명 ELFEXT(Equal Level FEXT) 라고도 한다 .

Category 5 케이블에서는 NEXT 만 규제하며 ( 5Pair 이상은 Power Sum), category 6 이상 케이블에서는 ELFEXT 및 PSLEFEXT (POWER SUM ELFEXT) 가 추가된다 . 그 이유는 4Pair 모두 양방향으로 사용하기 때문이다 . 이들을 수학적인 등가모델로 설명하면 다음과 같다 .

항 목

근단누화 (NEXT: Near End X-Talk) -10 Log (P2/P1)

근단누화전력합 (NEXT Power Sum)

(-X12/10)+(-X13/10)+... -20 Log 10

원단누화 (ELFEXT: Equal Level Far End X-Talk) -10 Log (P4/P3)

원단누화전력합 (ELFEXT Power Sum)

(-X12/10)+(-X13/10)+... -20 Log 10

누화 특 성

Cat.3 Cat.4 Cat.5 Cat.6의 미

인근회로에 원치않는 신호가 유도되는 현상

어느 한 회선에 의해 발생되는 모든 근단누화의 대수합

수신측 인근회로에 원치않는 신호가 유도되는 현상

어느 한 회선에 의해 발생되는 모든 원단누화의 대수합

~ P1 P3전원 피유도회선

P2 P4 유도회선

길이(L)

(6) 근단누화 - 감쇄량차 (Attenuation-to-Cross talk Ratio: ACR, dB) 근단누화와 감쇄량과의 차이로서 케이블 품질을 전체적으로 파악하는데 기준이 되는 항목이다 .

통상적으로 그 차이가 10dB 이상 되는 주파수가 그 케이블이 전송 할수 있는 최대 주파수라고 정의 된다 .

(7) Power Sum 근단누화 -(Power Sum NEXT: PSNEXT, dB≥ 100m)

어느 한 Pair 에 의해 발생되는 모든 근단누화의 대수합이다 . 근단누화와 다른점은 근단누화는 Parir 간 유도되는 값 개개별로 평가하는데 비해 , PSNEXT 는 그러한 개개치들을 대수합으로 묶어서 , 그 한 Pair 에 대해 계산하므로 케이블전체 누화품질을 나타낸다고 할수 있다 .

Pair - To - Pair

P1 - P2

P1 - P3

P1 - P4

P2 - P3

P2 - P4

P3 -P4

P3

P1

P4

P3 P1

P4

Power Sum

P1 = Σ (P1-P2),(P1-P3),(P1-P4)

P2 = Σ (P1-P2),(P2-P3),(P2-P4)

P3 = Σ(P1-P3),(P2-P3),(P3-P4)

P4 = Σ (P1-P4),(P2-P4),(P3-P4)

P2 P2

(8) Power Sum 근단누화 - 감쇄량차 (Attenuation-to-PSNEXT:PSACR, dB) Power Sum 근단누화와 감쇄량과의 차이로서 케이블 품질을 전체적으로 파악하는데 기준이 되는 항목이다 .

이는 PPACR 보다 훨씬 더 케이블 전체품질을 나타내는데 효과가 있다 .

(10) Power Sum 원단누화 -(Power Sum FEXT: PSFEXT, dB≥ 100m)

어느 한 Pair 에 의해 발생되는 모든 원단누화의 대수합이다 . 의미및 계산방법은 PSNEXT 와 같다 .

(11) 전파지연정수 (Propagation Delay: PD, ns/ 100m)

임의의 한 pair 내에서 신호가 보내질때 , 목적지까지 도달할때까지의 시간을 의미한다 .

(12) 전파지연 Skew (Propagation Delay Skew: PD Skew, ns/ 100m)

임의의 한 pair 의 신호 도달시긴과 다른 pair 의 신호도달 시긴과의 차이를 말한다 . UTP 케이블의 대연피치가 워낙 짧고 , 또한 각 pair 가 각각 피치가 다르기 때문에 신호 전달 지연현상이 일어나기 때문에 규제한다 .

4. UTP 설치 지침서 (Guide Line)

1) UTP 케이블을 이용하여 신뢰성있는 100Mbps 신호전송을 위해선 patch cord, line cord, patch panel, DVO(Data Voice Outlet) 등이 모두 Category 5 Spec.(EIA/TIA-568A) 에 만족되는 특성을 가져야 한다 .

2) Cross-connect system 에서 patch cord 의 길이는 7m 를 넘지 않아야 한다 . 7m 를 초과하면 horizontal distribution system 의 허용치 90m 에서 해당하는 길이 만큼 공제해주어야 한다 .

3) Workstation 에서 line cord길이는 3m 를 넘지 않아야 한다 . 3m 를 초과하면 horizontal distribution system 의 허용치 90m 에서 해당하는 길이 만큼 공제해주어야 한다 .

4) Patch panel 과 DVO 에 결선시에 UTP cable 의 대연피치 풀림은 아래 치수를 초과해서는 않된다 .

* 최대 대연피치 풀림 : Category 5: 13mm Category 3: 26mm

5) IDC cross-connect system 에서는 jumper wire 를 사용하고 , 이때에도 대연피치의 풀림이 상기기준을 초과해서는 않된다 . 특히 , 케이블을 심하게 꺾을경우 손상은 물론이고 Pair 간 이격이 발생하므로 주의 하도록 한다 .

* 최대 곡률반경 : 4Pair 케이블 : 외경의 4 배 25Pair 이상케이블 : 외경의 10 배

6) Wiring 하는 동안에 최대인장력은 4Pair 기준 110N (11.3Kgf) 를 초과 해서는 않된다 . 7) 시스체 탈피시에는 결선하고자 하는 길이 만큼만 탈피하도록 하고 , 절연체가 손상하지 않도록 한다 .

8) Jumper wire 와 patch cord 는 약간 loose 하게 결선을 해야 한다 . tight 하게 결선할 경우 category 5 특성이 떨어 질수도 있다 . Tie-wrap 을 이용시 케이블에 stress 를 주지 않도록 한다 .

9) UTP 케이블 설치시 EMI source 와 UTP 케이블간 적절한 거리를 유지 하여야 한다 . 각 경우별 적정 거리는 다음표와 같다 .

최소 분리 거리조 건

비차폐된 power line 또는 전기설비가 open되거나 비금속관에근접상태일 경우

비차폐된 power line 또는 전기설비가 매몰된금속관에 근접상태일 경우

매몰된 금속관 ( 또는동등한 차폐 ) 속 의 power line 이 매몰된 금속관에 근접상태일경우

2.0KVA 이하 2.5 KVA 5.0KVA 이상

127mm 305mm 610mm

64mm 152mm 305mm

- 76mm 152mm

트랜스포머 , 전기모터

형광등

1016mm

305mm

* 주 ) 전압이 480V, power rating 이 5KVA 이상일때는 별도 계산이 필요하다 .

5. UTP 사용 지침서 (Guide Line)

1) TC (Telecommunication Closet) 에서 work area 까지는 90m 를 초과 하지 않아야 한다 .

2) HC (Horizontal Cross Connection) 에 사용되는 jumper wire, patch cord, pigtail 은 7m 를 초과하지 않아야 하며 , work area 에서의 line cord 와 HC 에서의 케이블 길이의 합은 10m 를 초과하지 않아야 한다 .

3) Backbone Distribution

-. voice 용 multi-pair UTP 사용시는 HC 에서 Main Cross-connect (MC) 까지는 800m ( 광 Multi-mode: 2000m, 광 Single-mode: 3000m) 를 초과하지 않아야 하며 , HC 에서 다른 건물에 있는 IC (Intermediate Cross-connector) 까지는 500m ( 광 Multi-mode:500m) 를 초과하지 않아야 한다 .

-. Data 용 multi pair UTP 사용시 90m 를 초과하지 않아야 한다 .

4) MC 와 다른 건물에 있는 IC 간 에 있는 Backbone 케이블

-. Voice 용 multi pair copper 케이블 사용시 300m 를 초과하지 않아야 한다 . ( 광 Multi-mode:1500m, 광 Single-mode:2500m)

5) Work area 에서 Modular line cord 의 길이는 3m 를 초과하지 않아야 한다 .

6. LGC UTP 케이블 현황

1) LGC 의 UTP 생산 현황

UTP Cat.3 AWG24x4P

25P

50P

100P

200P

300P

400P

500P

600P

Type 등 급 규 격

용 도 AL 차폐 난연 등급

CMX CM CMR 수 평

수 직

수 직

Cat.5 AWG24x4P

25P

Cat.6

STP Cat.5 AWG24x4P

AWG22X4P

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En-Cat.5 AWG24x4P

AWG24x4P

PATCH Cat.5 AWG24x4P

FTP Cat.5 AWG24x4P

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3) LGC 제품 구조 ( 단면도 )

UTP 100MHz Cat.5 CableUTP 100MHz Cat.5 Cable

Cross-sectional Diagram

Wire Size

Material

Insulation

Cable Diameter

Jacket

Twin Lays

Cable Lay

0.511 mm

Annealed Copper

Solid HDPE

0.195 mm

Max. 22 mm

Max. 180 mm

FR-PVC 0.6 mm

5.2 mm

UTP 200MHz Cat.6 CableUTP 200MHz Cat.6 Cable

Cross-sectional Diagram

Wire Size

Material

Insulation

Cable Diameter

Jacket

Twin Lays

Cable Lay

Filler

0.535 mm

Annealed Copper

Solid HDPE

0.234 mm

Max. 18 mm

HDPE 0.9Φ

FR-PVC 0.6 mm

6.0 mm

Max. 100 mm

PATCH 100MHz Cat.5 CablePATCH 100MHz Cat.5 Cable

Cross-sectional Diagram

Wire Size

Material

Insulation

Cable Diameter

Jacket

Twin Lays

Cable Lay

0.6mm(7/0203A)

Stranded Copper

Solid HDPE

0.21 mm

Max. 22 mm

Max. 180 mm

FR-PVC 0.6 mm

5.8 mm

UTP 100MHz Cat.5 x 25Pair CableUTP 100MHz Cat.5 x 25Pair Cable

Cross-sectional Diagram

Wire Size

Material

Insulation

Cable Diameter

Jacket

Twin Lays

Cable Lay

Cabling

0.535 mm

Annealed Copper

Double Solid HDPE

0.234 mm

Max. 18 mm

FR-PVC 1.4 mm

15.0 mm

MAX. 100 mm

4P x 1 (4+3)P x 3

Lay : Max. 500mm

FTP 100MHz Cat.5 CableFTP 100MHz Cat.5 Cable

Cross-sectional Diagram

Wire Size

Material

Insulation

Cable Diameter

Jacket

Twin Lays

Cable Lay

Shield

0.535 mm

Annealed Copper

Solid HDPE

0.234 mm

Max. 18 mm

FR-PVC 0.6 mm

6.5 mm

Max. 120 mm

Drain wire

Al & Polyester

75 micron-25width

Tinned CU 0.5 mm

STP 100MHz Cat.5 CableSTP 100MHz Cat.5 Cable

Cross-sectional Diagram

Wire Size

Material

Insulation

Cable Diameter

Jacket

Twin Lays

Cable Lay

Shield

0.643 mm

Annealed Copper

HDPE Foam Skin

0.458 mm(40%)

Max. 40 mm

FR-PVC 0.8 mm

9.6 mm

Max. 180 mm

Drain wire

Al & Polyester

75 micron-15width

75 micron-30width

Tinned CU 0.5 mm

UTP 16MHz Cat.3 Multi-Pair Riser CableUTP 16MHz Cat.3 Multi-Pair Riser Cable

Cross-sectional Diagram

Wire Size

Material

Insulation

Cable Diameter

Jacket

Twin Lays

Cable Lay

0.511 mm

Annealed Copper Foamed HDPE

FR-PE Skin0.175 mm

Max. 90 mm

FR-PVC 0.9~1.7mm

10.4 ~ 35.8mm

Max. 1200 mm

Pair Size 25P,50P,100P 200P,300P,400P

Core

Jacket