Для начала выясним, что такое витая пара по определению. Это конструкция из скрученных медных проводов в едином кабельном канале, при этом каждая подконструкция проходит по изолированной паре. Оплетка изготовлена из материала ПВХ. Говоря более простым языком, это провода, сначала скрученные в пару, а затем из этих пар скрученный более сложный фундамент.
Витая пара используется для прямого подключения компьютеров, ноутбуков к коммутационному оборудованию. С помощью них строятся сети и по ним передаются пакеты данных. На конце витой пары находится разъем под названием RJ45 или 8P8C.
Этот стандарт подключения имеет ряд преимуществ:
- Низкая стоимость при большой площади подключения.
- Совместим со всем сетевым оборудованием.
- Широкий выбор марок, от неэкранированных для использования внутри помещений до более экранированных многожильных кабелей.
ПОМОЩЬ! Если у вас возникнут вопросы во время прочтения статьи, можете смело задавать их в комментариях ниже. Я также могу помочь вам выбрать тип и класс витой пары для вашего объекта.
Причины скрутки
Зачем крутить парами? В первую очередь это повышает надежность конструкции в пределах первичной оплётки. В этом случае не будет опасности распутывания кабелей внутри, что может привести к поломке при монтаже. Любой, кто прокладывал кабель, знает, что это важно при протягивании нескольких кабелей через маленькое отверстие в стене. Если бы внутренняя часть пары не была перекручена, это привело бы к большему количеству внутренних переломов. И выявить это после прокладки длинного кабеля очень сложно.
Вторая причина — улучшить качество потоковой передачи. Электромагнитное и магнитное воздействие извне воздействует не на всю площадь кабеля, а попеременно за счет скручивания, что увеличивает длину передачи данных.
Информация идет таким же образом в парах. А если на пути есть помехи, то приемник принимает оба сигнала и просто вычитает помехи. То есть второй дополнительный кабель нужен для проверки точности передаваемых сигналов.
Скрутка работает так: при ближайшем расположении к первому проводу вы испытываете максимальное воздействие на окружающую среду. На второй парный кабель воздействие минимально, так как он спрятан за первым. И в конце добавляются сигналы.
ПРИМЕЧАНИЕ! Внутри провода промаркированы попарно по цветам: оранжевый, бело-оранжевый, зеленый, бело-зеленый, синий, бело-синий, коричневый, бело-коричневый.
Сейчас многие, наверное, подумали: ну а если использовать все 8 проводов для пропуска информации, то скорость увеличится в 2 раза. Да, вы абсолютно правы. Но тут встает вопрос о снижении или полной защите от электромагнитного воздействия, чтобы уменьшить возможность возникновения помех при передаче информации.
Для этого существуют качественные кабели с функцией экранирования. Так что электромагнитное воздействие на сигнал почти не повлияет, шумов почти не будет, и можно будет использовать все 4 пары жил. О плетении речь пойдет ниже.
Характеристики, разновидности, отличие
Вообще говоря, есть два типа:
- Внутренний ВП: Наружная сетка изготовлена из ПВХ, который является недорогим изоляционным материалом. Однако есть и более дорогие материалы – полипропилен, полиэтилен. Толщина намотки не превышает 0,3 мм.
- Outdoor VP — эти кабели имеют более толстую оплетку для защиты жил от влаги, пыли, высоких и низких температур. Дополнительно может быть фальшоснова и сетчатый экран. Встроенный пластиковый или металлический трос предотвращает разрыв троса при натяжении. Толщина оплетки в 2-3 раза больше толщины внутреннего троса.
Внутри практически все модели имеют нейлоновую нить, предохраняющую кабель от перенапряжения и разрыва при монтаже. А вот во внутренних шлейфах не везде есть резьба. Более дорогие кабели для наружной офисной локальной сети имеют экранированный слой. Он защищает как от воздействия электромагнитных волн извне, так и не дает волн в окружающую среду. Это необходимо при прокладке большого количества кабелей.
По внешним признакам различают:
- Серый подходит для дома и офиса.
- Черный толще для улицы.
- Оранжевый — с маркировкой LSZH и изготовлен из негорючего материала. Линия находится в пожароопасной зоне. В скобках указана категория пожарной безопасности в помещении, где проложен кабель:
- нг(А)-HF — повышенная взрывопожароопасность;
- нг(Б)-HF — взрывопожароопасность средняя;
- нг(С)-HF – легковоспламеняющийся;
- нг(Д)-HF — пониженная пожароопасность.
По форме:
- Круглая или овальная – самые популярные.
- Плоский: для размещения на стенах ниже плоского основания.
Количество ядер:
- Ядро, также называемое монолитным. Внутри находится леска из медной проволоки толщиной от 0,2 до 0,6 мм. Такой кабель очень хрупок и обычно прокладывается в местах с небольшим изгибом.
- Много прядей — плетеные кабели имеют тонкие провода, скрученные внутри. Поэтому такие кабели более устойчивы к магнитному воздействию. Также, что касается диапазона затухания сигнала, то они имеют диапазон от 85 до 95 метров. Угол изгиба больше.
Многожильные кабели чаще всего используются для подключения коммутационного и цифрового оборудования: серверов, ПК, принтеров, коммутаторов, маршрутизаторов, камер видеонаблюдения и т д
Экранирование – это уменьшение влияния электромагнитного воздействия на кабель, что снижает потери информационных пакетов и увеличивает дальность передачи без повторителя.
Давайте рассмотрим это более подробно. Представим, что у нас есть витая пара от компьютера до роутера, строящего управляемую локальную сеть. Сетевые устройства постоянно взаимодействуют и передают информацию: сообщения, изображения, видео, документы и т д. Каждый кабель при отправке посылки вызывает небольшое электромагнитное излучение.
А теперь добавим сюда:
- Сотовые телефоны для сотрудников или жителей того же отдела.
- Излучение Wi-Fi от точки доступа.
- Телевизионная антенна.
- Воздействие радиочастот.
- Микроволновая печь.
Да, при маленьком помещении такие удары не будут иметь серьезных последствий. Но если кабелей будет много и нужно будет передавать информацию на большое расстояние, пакеты будут теряться. В результате скорость снизится, так как пакет придется отправлять заново. Поэтому витая пара также делится по типу внутреннего экранирования.
Маркировка экранирования
- U (неэкранированный) — без экранирования и защиты.
- S (плетеный экран): экранирование происходит только на внешней структуре. То есть под основную косу.
- F (фольга): защитный материал из фольги.
- TP (Twisted Pair) — наша любимая витая пара.
- TQ — Для каждой пары медных проводов предусмотрен дополнительный экран из фольги.
| Сорт | Описание |
|---|---|
| УТП (У/УТП) | Неэкранированная витая пара: без электромагнитной защиты. |
| FTP (F/UTP) | Фольгированная витая пара — экран расположен ниже основной оплётки. |
| СТП (С/УТП) | Экранированная витая пара — под первой оплёткой виден слой сетки с поперечным сечением, далее для каждой из пар жил тоже аналогичная обмотка. |
| С/ФТП (СФ/УТП) | Ламинированная экранированная витая пара: две защитные фольгированные оплетки, для основы и пар, а также наружная сетка. |
| U/FTP | Экранирование для каждого кабеля |
| СФ/ФТП | Сетчатая внешняя и алюминиевая защита для каждой пары. |
| У/СТП | Неэкранированная экранированная витая пара: нет внешнего экрана, но пары скручены |
| SF/UTP или SFTP | Неэкранированная фольга Экранированная витая пара: первый слой экранирования представляет собой сетку, а второй — фольгу. |
Категории
По-другому также можно назвать класс, который обозначается тремя буквами CAT: это рейтинг витой пары для обозначения примерного предела скорости передачи сигнала и расстояния затухания. С историей технологии витой пары технология постоянно совершенствовалась, а вместе с ней росла и частота. Рассмотрим все витые пары.
CAT1
Имеет частоту канала от 0,1 до 0,4 МГц.Старейшее знамя, можно сказать допотопное, которое может только передавать голос из одной пещеры в другую. Когда-то в 90-е это был единственный способ выйти в интернет с помощью модема.
- Скорость: 256 Кбит/с
- Частота: от 0,1 до 0,4 МГц.
CAT2
Ранее использовался для телефонных сетей. Имеет две пары. Максимальная скорость передачи данных 4 Мбит/с Частота от 1 до 4 МГц Также является устаревшим стандартом, который иногда используется для создания потока сети Token Ring и Arcnet. Когда-то был востребован для сборки старых терминальных станций IBM 3270.
- Скорость передачи данных: 4 Мбит/с.
- Частота: от 1M до 4 миллионов Гц.
CAT3 (класс С)
Это не распространенный формат для построения локальных сетей (10BASE-T и Token Ring) и для передачи данных на короткие расстояния. Поддержка скорости от 10 до 100 Мбит/с Максимальное расстояние 100 метров. Поддерживает стандарт пакетной передачи данных: IEEE 802.3. Частота 16МГц.
- Пропускная способность: 10 — 100 Мбит/с.
- Частота: 16 МГц
- Максимальное расстояние: 0,1 км.
CAT4
В паре максимальная скорость до 16 Мбит/с Частота увеличивается за счет интенсивной скрутки. Количество пар — 4. Этот стандарт не используется в Token Ring.
- Скорость отправки и получения: 10 — 100 Мбит/с.
- Частота: 20 миллионов Гц
- Максимальное расстояние: 0,1 км.
CAT5 (класс D)
Распространенный формат построения и передачи цифровой информации на основе сетей 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T. Сейчас он используется для увеличения скорости до Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Можно использовать как две пары, так и 4.
- Скорость отправки и получения: 100 — 1000 Мбит/с.
- Частота: 100 МГц
- Расстояние: 0,1 км
CAT5e
По сути, это тот же сетевой кабель, что и CAT5, но его преимущество в более тонкой основе. То есть проводка на порядок меньше в диаметре, что снижает стоимость, но при этом такая же по характеристикам.
CAT6 (класс E)
Официально он был добавлен в 2002 году. У него всего 4 пары, но скорость передачи возросла до 10 Гбит/с. Правда, дистанция при этом уменьшилась до 55 метров. Используется для построения сетей по стандарту 10GBASE-T поверх 10 Gigabit Ethernet. Кабель не экранирован и соответствует стандарту UTP. Он используется для передачи больших объемов данных на короткие расстояния. Например, для связи между серверами.
- Скорость отправки и получения: 10 Гбит/с.
- Частота: 250 МГц
- Длина затухания сигнала: 0,55 км
CAT6a
Отличием от класса CAT6 является наличие экрана на общей оплетке (F/UTP) и на каждой паре (U/FTP). За счет этого частота передачи данных поднята до 500 МГц.
- Скорость отправки и получения: 10 Гбит/с.
- Частота: 500 МГц
- Длина затухания сигнала: 0,55 км
CAT7 (класс F)
Это все тот же CAT6a, но частота увеличилась до 600 МГц за счет скрутки F/FTP или S/FTP. Чуть позже вышла модификация по стандарту ISO 11801, в результате чего частота возросла до 1000 МГц.
- Скорость отправки и получения: 10 Гбит/с.
- Частота: 600 — 1000 МГц
- Расстояние: 0,55 км.
CAT8-8.1
Стандарт был создан в версии US 100 Gigabit Ethernet. Скорость увеличилась до 40 Гбит/с. Проверено как в 7 классе. Частота выросла до 1600 МГц, но позже технология была усовершенствована и теперь она передает данные с 2000 МГц, совместима со стандартом разъема RJ45. Он имеет кабель категории 6А с плетеной оплеткой, фольгой на внешней оболочке и двойной оболочкой для каждой пары.
- Скорость: 40 Гбит/с.
- Частота: 1600 — 2000 МГц
- Расстояние: 80 метров.
CAT8.2
Этот класс в настоящее время находится в стадии разработки и будет поддерживать разъемы GG45/ARJ45 и TERA, а также стандарт RJ45.
AWG или сечение
AWG (American Wire Gauge System) — это американский стандарт калибра проводов. Он используется для определения качества кабеля. В нашем случае разные AWG берут информацию с разной скоростью и частотой. Также максимальное расстояние зависит от значения AWG, но незначительно.
AWG просто относится к площади поперечного сечения проводника. Но здесь нужно учитывать несколько аспектов. Если кабель одножильный, то есть имеет одну жилу, для измерения диаметра одной жилы будет использоваться AWG.
Здесь калибровочная классификация идет в противоположном направлении. Например, толстый кабель AWG6 имеет диаметр 4 мм, а вот AWG2 уже толще и имеет диаметр 6 мм. Это влияет на сопротивление, и мы можем передавать гораздо больший ток.
Но нас интересуют многожильные кабели, в частности с 4 и более парами. Здесь значение AWG указывает площадь жилы на кабель. То есть проводимость увеличивается как за счет скручивания, так и за счет толщины нитей и их количества. Но принцип тот же: чем выше значение, тем меньше пропускная способность в нашем случае.
Проще говоря, чем больше скручены и толще провода в основной оплетке, тем лучше передается информация. Наиболее часто используются AWG 24, 23 и 22.
ПРИМЕЧАНИЕ! Стандарты для одножильных и многожильных кабелей различаются; это надо учитывать.
Коннекторы
Или по-другому, телекоммуникационный разъем, куда вставляются пары, обжимаются и затем подключается сетевое оборудование: роутеры, компьютеры, принтеры, серверы, коммутаторы и т.д. Бывает нескольких видов:
ПРИМЕЧАНИЕ! Наценка будет указана в скобках. Обычно его наносят на сам кабель для подтверждения совместимости.
RJ-9 (4P4C): используется для подключения гарнитуры к телефону.
RJ-11 (6P2C) — для пары двухконтактных телефонных разъемов.
RJ-12 (6P6C) — 6 контактов. Это тоже телефон. Также есть аналоги RJ-25 (6P6C).
RJ-14 (6P4C) — 4 разъема для подключения телефона. Отличается от RJ-9 тем, что RJ-14 нужен для подключения телефона к сети, а RJ-9 нужен только для подключения проводной трубки к основному блоку или телефону.
RJ-45 (8P8C) — это разъем для подключения к сети и интернету, у которого 8 контактов, только на каждую из наших 4-х пар. Для определенного типа кабеля и передачи информации требуется обжимка или подключение разъема к кабелю. Не буду об этом писать, так как есть отдельная статья; прочитайте это.
Обозначение маркировки на оплётке
Если вы вытащите кабель, вы увидите ряд цифр и букв, обозначающих экран, стандарт, класс и замер в этой области. Эта информация очень полезна как инженерам, так и системным администраторам для правильного построения сетевого подключения.
Расскажу на примере своего кабеля, который идет от роутера к обычному стационарному компьютеру.
Информация может отличаться в зависимости от производителя, класса и типа кабеля. Иногда указывают и материал жилы, из которого изготовлена проводка. Стоит поискать информацию о вашем витом парном кабеле в Интернете, так как существует множество разновидностей.
