Давайте начнем с определения витой пары. Это структура из скрученных медных проводов, объединенных в один кабельный канал, где каждая подструктура имеет изолированную пару. Оплетка выполнена из ПВХ материала. Проще говоря, это провода, скрученные в пары, а затем эти пары скручиваются в более сложную структуру.
Витую пару используют для прямого подключения компьютеров и ноутбуков к коммутационной аппаратуре. С их помощью создают сети и передают пакеты данных. На конце витой пары находится коннектор RJ45 или 8P8C.
Этот вид подключения обладает несколькими плюсами:
- Низкая стоимость при большой площади подключения.
- Совместимость с любым сетевым оборудованием.
- Большой выбор классов: от внутреннего использования без экранирования до более защищенных проводов с оплеткой.
При возникновении вопросов по поводу этой статьи, не стесняйтесь задавать их в комментариях внизу. Также готов помочь выбрать тип и класс витой пары для вашего помещения.
Причины скрутки
Зачем провода скручивают по парам? Во-первых, это повышает надежность структуры внутри первичной оплетки и предотвращает возможность распада проводов внутри, что может привести к повреждениям при монтаже. Кто хоть раз монтировал кабель, знает, насколько важно это при протаскивании нескольких кабелей через небольшие отверстия в стене. Если бы провода внутри пары не были скручены, это привело бы к большему числу надломов. А обнаружить это после укладки длинного кабеля очень сложно.
Второй причиной является улучшение качества передачи данных. Электромагнитное и магнитное воздействие извне влияет на кабель не равномерно, благодаря скрутке увеличивается длина передачи данных и уменьшается воздействие.
Информация передается по парам. Если на пути возникают помехи, приемник принимает оба сигнала и устраняет помеху. Второй дополнительный провод нужен для проверки правильности передаваемых сигналов.
Скручивание проводов имеет своё действие: в ближнем расположении первого провода он подвержен максимальному воздействию окружающей среды. Второй парный провод подвержен минимальному воздействию, так как он скрыт за первым. В конце концов, сигналы складываются.
ПРИМЕЧАНИЕ! Внутри проводов используются парные цветовые маркировки: оранжевый, бело-оранжевый, зелёный, бело-зелёный, синий, бело-синий, коричневый, бело-коричневый.
Возможно, многие задумались о том, что если использовать все 8 жил для передачи информации, то скорость увеличится вдвое. Это правильно. Однако возникает вопрос о защите от электромагнитного воздействия, чтобы уменьшить шумы при передаче данных.
Для этой цели существуют высококачественные экранированные провода. Это позволит почти исключить влияние электромагнитного поля на сигнал, уменьшить шумы и использовать все 4 пары жил. О плетеной оплетке будет рассказано ниже.
Характеристики, разновидности, отличие
Есть два основных типа проводов:
- Внутренние ВП – изоляция изготовлена из поливинилхлорида, который является недорогим материалом. Однако также существуют и более дорогие варианты, такие как олипропилен, полиэтилен. Толщина оболочки обычно не превышает 0,3 мм.
- Уличные ВП – подобные провода имеют более толстую оболочку, чтобы защитить жилы от влаги, пыли, высоких и низких температур. Могут также иметь сетчатый и фальцевый экран. Встроенный пластиковый или металлический трос предотвращает поломку проводов при укладке. Толщина оболочки 2-3 раза больше, чем у внутренних проводов.
У большинства моделей LAN-проводов имеется капроновая нить внутри, которая предотвращает повреждения и разрыв провода во время прокладки. Однако внутри нити не имеются на всех кабелях. Уличные и дорогостоящие офисные провода обладают экранированным слоем, который защищает от воздействия электромагнитных волн и предотвращает их выход в окружающую среду. Это особенно важно при прокладке большого количества кабелей.
По внешнему виду провода различают по следующим признакам:
- Серый – стандартный для домашнего и офисного использования.
- Черный – более толстый для использования на улице.
- Оранжевый – обладает маркировкой LSZH и изготовлен из огнестойкого материала для использования в пожароопасных зонах. В скобках указана категория пожарной безопасности для помещения, в котором прокладывается кабель:
- нг(A)-HF – повышенная взрывопожароопасность;
- нг(B)-HF – умеренная взрывопожароопасность;
- Провод нг(С)-HF считается опасным с точки зрения возгорания;
- Провод нг(D)-HF имеет сниженную опасность возгорания.
- Самым популярным является провод круглой или овальной формы.
- Плоский провод используется для укладки в стенах с плоской основой.
- Монолитные провода также известны как одножильные. Внутри них находится медная проволочная линия толщиной от 0,2 до 0,6 мм. Такие кабели очень хрупкие и, как правило, используются в местах с небольшим изгибом.
- Многожильные провода имеют скрученные тонкие проволоки внутри, что делает их более устойчивыми к магнитному воздействию. Расстояние, на которое они способны передавать сигнал, составляет от 85 до 95 метров. Они также обладают большим углом изгиба.
Многожильные провода чаще всего используются для соединения цифрового и коммутационного оборудования, такого как серверы, компьютеры, принтеры, коммутаторы, маршрутизаторы, камеры видеонаблюдения и так далее.
Экранирование — это процесс уменьшения воздействия электромагнитного поля на кабель, что способствует уменьшению потерь информации и увеличению дальности передачи без использования повторителя.
Давайте рассмотрим этот процесс более подробно. Представим, что у нас есть витая пара, соединяющая компьютер с маршрутизатором, который обеспечивает работу локальной сети. Устройства этой сети постоянно обмениваются информацией: сообщения, изображения, видео, документы и так далее. При передаче каждый кабель создает небольшое электромагнитное излучение.
Теперь добавим сюда следующее:
- Мобильные телефоны сотрудников или жильцов в одной квартире.
- Wi-Fi сигнал от точки доступа.
- Телевизионная антенна.
- Радиочастотное излучение.
- Микроволновая печь.
Да, если комната небольшая, то такое воздействие не будет иметь серьезных последствий. Однако, если кол-во проводов увеличится и передача информации будет осуществляться на большое расстояние, то пакеты данных будут теряться. В результате это приведет к снижению скорости, так как придется отправлять пакеты повторно. Поэтому витые пары разделяют в зависимости от вида внутреннего экранирования.
Маркировка экранирования
- U (неэкранированный) – провод без защиты от внешних помех.
- S (плетеная экрановка) – экранирование только во внешней структуре, под общей оплёткой.
- F (фольговая) – материал экрана — фольга.
- TP (витая пара) – любимая витая пара.
- TQ – дополнительная фольгированная экрановка каждой витой пары медных проводов.
КлассОписание UTP (U/UTP) Неэкранированная витая пара – без защиты от электромагнитных помех. FTP (F/UTP) Фольгированная витая пара – экран под основной оплёткой. STP (S/UTP) Экранированная витая пара – первая оплётка имеет один слой сетки, а для каждой витой пары также присутствует обмотка. S/FTP (SF/UTP) Экранированная фольгированная витая пара – две фольгированные защитные оплётки для основы и каждой пары, а также внешняя сетка. U/FTP Экранирование каждой витой пары фольгой. SF/FTP Сетка снаружи и фольгированная защита каждой пары. U/STP Неэкранированная, но с витой парой. SF/UTP или SFTP Сетка снаружи и фольгированная защита изнутри для каждой пары. Категории
Иногда можно называть группировку, помеченную тройкой букв CAT, как классификацию витой пары, для указания приблизительной границы скорости передачи сигнала и затухания на расстоянии. С развитием технологий витой пары их качество постоянно улучшается, а вместе с ними растет и частота. Рассмотрим все виды витых пар.
CAT1
Диапазон частот от 0,1 до 0,4 МГц имеет. Этот античный и, можно сказать, праисторический стандарт предназначен только для голосовой связи из одной пещеры в другую. В свое время в 90-е годы это был единственный способ попасть в интернет при помощи модема.
CAT2
Этот стандарт ранее применялся в телефонных сетях и имеет две пары. Максимальная скорость передачи данных достигает 4 Мбит в секунду, а частота колеблется от 1 до 4 МГц. Хотя устаревший, он иногда используется для создания сетевого потока Token Ring и Arcnet. Когда-то он был востребован для построения старых терминальных станций IBM 3270.
- Скорость передачи данных: 4 Мбит/с.
- Частота: 1 млн. — 4 млн. Гц.
CAT3 (класс С)
Непопулярный способ сооружения локальных сетей (10BASE-T и токен-кольцо) и передачи информации на небольшие расстояния. Поддерживает скорость от 10 до 100 Мбит в секунду. Максимальная длина кабеля составляет 100 метров. Работает по стандарту IEEE 802.3, использует частоту 16 МГц.
- Пропускная способность: 10 – 100 Мбит/с.
- Частота: 16 МГц.
- Максимальная длина: 0.1 км.
CAT4
Максимальная скорость достигается на уровне 16 Мбит в секунду для каждой пары. Это достигается за счёт увеличения частоты из-за интенсивной скрутки. Общее количество пар — 4. Стандарт не используется в Token Ring.
- Скорость передачи данных: от 10 до 100 Мбит в секунду.
- Частота: 20 миллионов Гц.
- Максимальное расстояние: 0,1 км.
CAT5 (класс D)
Обычный формат для передачи цифровой информации в сетях 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T, который сейчас применяется для увеличения скорости до Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Можно использовать как две пары, так и 4.
- Скорость передачи данных: 100 – 1000 Мбит /с.
- Частота: 100 МГц
- Дальность передачи: 0,1 км.
CAT5e
Сущность этого кабеля аналогична CAT5, однако его преимущество заключается в более тонкой основе. Другими словами, провода имеют значительно меньший диаметр, что снижает стоимость, сохраняя при этом те же характеристики.
CAT6 (класс E)
Был официально добавлен в 2002 году. Имеет только 4 пары, но скорость передачи данных повысилась до 10 Гбит в секунду. Этот тип кабеля используется для построения сетей, соответствующих 10GBASE-T стандарту для 10 Gigabit Ethernet. Он неэкранированный и имеет класс UTP, предназначенный для передачи больших объемов данных на короткие расстояния, например, для соединения между серверами.
- Скорость передачи и приема: 10 Гбит/с.
- Частотность: 250 МГц
- Длина, на которой происходит затухание сигнала: 0,55 км.
CAT6a
Отличительной особенностью от CAT6 является наличие общей экранной оплетки (F/UTP) и отдельной экранировки каждой пары (U/FTP). Благодаря этому достигается частота передачи данных до 500 МГц.
- Скорость передачи данных: 10 Гбит / с.
- Частота: 500 МГц
- Длина до потери сигнала: 0,55 км.
CAT7 (класс F)
Это все тот же кабель CAT6a, однако его частотность увеличилась до 600 МГц благодаря оплетке типа F/FTP или S/FTP. Чуть позже появилась модификация, соответствующая стандарту ISO 11801, что позволило увеличить частоту до 1000 МГц.
- Скорость передачи данных: 10 Гбит /с.
- Частотность: 600 – 1000 МГц
- Максимальное расстояние: 0,55 км.
CAT8-8.1
Американский стандарт 100 Gigabit Ethernet был создан для достижения скорости до 40 ГБит в секунду. Уровень экранирования соответствует 7 классу. Начальная частота составляла 1600МГц, но впоследствии технология была усовершенствована, и теперь данные передаются с частотой 2000 МГц. Этот стандарт совместим с коннекторами RJ45 и предполагает использование кабелей категории 6А с сетчатой оплеткой, фольгой на внешней оболочке и двойной оболочкой для каждой пары.
CAT8.2
Данный тип в настоящее время находится в процессе разработки и будет совместим как с разъемами GG45/ARJ45 и TERA, так и с обычным RJ45.
AWG или сечение
Система AWG (American Wire Gauge) представляет собой американский стандарт калибра проводов, который используется для определения качества кабеля. В данном случае различные значения AWG позволяют передавать информацию с различной скоростью и частотой. Также максимальное расстояние зависит от значения AWG, хотя не сильно.
AWG в простом языке обозначает площадь поперечного сечения проводящего кабеля. Однако здесь следует учитывать несколько аспектов. Если кабель однопроводный, то AWG используется для измерения диаметра одной жилы.
В данном случае классификация калибровки идет в обратном направлении. Например, толстый кабель AWG6 имеет диаметр 4 мм, в то время как AWG2 уже толще и имеет диаметр 6 мм. Это влияет на сопротивление, что позволяет передавать больший ток.
Однако, наш интерес направлен на провода с множеством жил — особенно с 4 и более парами. В данном контексте значение AWG указывает на площадь проводящей линии на один провод. Это означает, что проводимость увеличивается благодаря как скрутке, так и толщине проводов и их количеству. Однако принцип остается тем же — чем больше значение, тем меньше пропускная способность в нашем случае.
Проще говоря, чем сильнее скручены провода внутри основной оплетки, и чем они толще, тем лучше для передачи информации. В основном используются AWG 24, 23 и 22.
ПРИМЕЧАНИЕ! Стандарты для одножильных и многожильных кабелей различны — это следует учитывать.
Коннекторы
Другими словами, это разъем для телекоммуникаций, куда вставляются и обжимаются пары, а затем подключается сетевое оборудование: маршрутизаторы, компьютеры, принтеры, серверы, коммутаторы и многое другое. Существует несколько типов:
Примечание! В скобках будет указана маркировка. Обычно она печатается на самом проводе для подтверждения совместимости.
RJ-9 (4P4C) – используется для подключения телефонной трубки к телефону.
RJ-11 (6P2C) – для подключения одной пары двухконтактного телефонного разъема.
RJ-12 (6P6C) – имеет 6 контактов. Это также телефонный разъем. Существует аналог RJ-25 (6P6C).
RJ-14 (6P4C) – имеет 4 разъема для подключения телефона. Отличие от RJ-9 в том, что RJ-14 используется для подключения телефона к сети, в то время как RJ-9 нужен только для соединения проводной трубки с главным устройством или телефоном.
Разъем RJ-45 (8P8C) предназначен для подключения к компьютерной сети и интернету. Он обладает 8 контактами, по одному для каждой из 4 пар проводов. Для соединения коннектора с проводом и передачи данных необходимо выполнить обжимку. Детально об этом можно прочитать в отдельной статье.
Обозначение маркировки на оплётке
Если вы возьмете провод, то увидите цифровые и буквенные обозначения, которые указывают на экранирование, стандарт, класс и метраж данного участка. Эта информация очень важна как для инженеров, так и для системных администраторов, чтобы правильно настроить сетевое подключение.
Давайте рассмотрим мой кабель, который подключает роутер к обычному стационарному компьютеру.
- INSTALL GROUP OF COMPANIES — это название компании или бренда, которая выпустила этот провод. Название может отсутствовать.
- 2018 — год выпуска.
- UTP (Unshielded twisted pair) — незащищенная витая пара. Для внутренней прокладки.
- Кабель CAT5E — это класс кабелей, который поддерживает скорость до 1 Гбит в секунду при использовании и обжиме 4 пар проводов. При использовании только двух пар скорость снижается до 100 Мбит в секунду. Частота передачи данных — 100 МГц, а максимальное расстояние для передачи составляет 100 метров.
- Datacable — это кабель, предназначенный для передачи данных.
- 4PR — это обозначение для 4 пар проводов, что составляет 8 отдельных проводов.
- 24AWG — это стандартный калибр проводов, используемый в кабелях.
- PVC — это обозначение для поливинилхлорида или ПВХ, из которого изготавливается изоляция кабелей.
- ISO/IEC 11801 — это стандарт для построения сетей в средних или малых офисных зданиях площадью до 1 квадратного километра.
- ANSI/TIA/EIA 568B — это стандарт для обозначения порядка перекрестной обжимки при подключении компьютеров и другого сетевого оборудования.
- Маркировка 169 метров в бухте — очень удобная вещь. Когда вы используете кабельную бухту, вы всегда знаете, сколько кабеля осталось.
Характеристики кабеля могут различаться в зависимости от производителя, класса и типа. Иногда также указывается материал жилы, из которой изготовлены провода. Рекомендуется искать информацию о вашем кабеле в сети Интернет, так как разнообразие маркировок очень велико.
