Витая пара. Типы, классификация, маркировка.
Начнем с теории. Что такое витая пара? Это вид кабеля связи. Представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.
Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости монтажа, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.
Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C (который ошибочно называют RJ45).
Для защиты от электрических помех при использовании высокочастотных сигналов, в кабелях категорий 6a-8 используется экранирование. Экранирование применяется как к отдельным витым парам, которые оборачиваются в алюминиевую фольгу (металлизированную алюминием полиэтиленовую ленту), так и к кабелю в целом в виде общего экрана из фольги и/или оплётки из медной проволоки. Экран также может быть соединён с неизолированным дренажным проводом, который служит для заземления и механически поддерживает экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.
Согласно международному стандарту ISO/IEC 11801 приложение E, для обозначения конструкции экранированного кабеля используется комбинация из трех букв: U — неэкранированный, S — металлическая оплётка (только общий экран), F — металлизированная лента (алюминиевая фольга). Из этих букв формируется аббревиатура вида xx/xTP, обозначающая тип общего экрана и тип экрана для отдельных пар.
Распространены следующие типы конструкции экрана:
Неэкранированный кабель (U/UTP)
Экранирование отсутствует. Категория 6 и ниже.
Индивидуальный экран (U/FTP)
Экранирование фольгой каждых отдельных пар. Защищает от внешних помех и от перекрёстных помех между витыми парами.
Общий экран (F/UTP, S/UTP, SF/UTP)
Общий экран из фольги, оплётки, или фольги с оплёткой. Защищает от внешних электромагнитных помех.
Индивидуальный и общий экран (F/FTP, S/FTP, SF/FTP)
Индивидуальные экраны из фольги для каждой витой пары, плюс общий экран из фольги, оплётки, или фольги с оплёткой. Защищает от внешних помех и от перекрёстных помех между витыми парами.
Экранированные кабели категорий 5e, 6/6A и 8/8.1 чаще всего используют конструкцию F/UTP (общий экран из фольги), тогда как экранированные кабели категорий 7/7A и 8.2 используют конструкцию S/FTP (с общей металлической оплёткой и фольгой для каждой пары).
Обозначения для распространенных типов кабелей из витых пар
Буквенный код перед обратной чертой обозначает тип общего экрана для всего кабеля, код после черты обозначает тип индивидуального экранирования для каждой витой пары:
U = unshielded, без экрана
F = foil, фольга
S = braided screening, оплётка из проволоки (только внешний экран)
TP = twisted pair, витая пара
TQ = индивидуальный экран для двух витых пар (на 4 провода)
Существует несколько категорий кабеля «витая пара», которые нумеруются от 1 до 7 и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины. Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях) и в международном стандарте ISO 11801, а также приняты ГОСТ Р 53246-2008 и ГОСТ Р 53245-2008.
Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление 100±15 Ом, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена и передача данных станет невозможной. Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие «скруток» в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.
Существует два варианта обжима разъёма на кабеле:
для создания прямого кабеля — для соединения порта сетевой карты с коммутатором или концентратором,
для создания перекрёстного (использующего кроссированный MDI, англ. MDI-X) кабеля, имеющего инвертированную разводку контактов разъёма для соединения напрямую двух сетевых плат, установленных в компьютеры, а также для соединения некоторых старых моделей концентраторов или коммутаторов (uplink-порт).
Обжимается разъём 8P8C (зачастую ошибочно именуемый RJ45).
Прямой кабель (straight through cable)
В случае, если нужен кабель MDI с внешним кроссированием, так называемый «прямой» кабель для подключения компьютер на хаб/свитч используются следующие схемы:
При соединении EIA/TIA-568B, AT&T 258A 1: Бело-оранжевый 2: Оранжевый 3: Бело-зелёный 4: Синий 5: Бело-синий 6: Зелёный 7: Бело-коричневый 8: Коричневый
Старые цвета витой пары: 1: синий 2: оранжевый 3: чёрный 4: красный 5: зелёный 6: жёлтый 7: коричневый 8: серый
При соединении EIA/TIA-568A 1: Бело-зеленый 2: Зелёный 3: Бело-оранжевый 4: Синий 5: Бело-синий 6: Оранжевый 7: Бело-коричневый 8: Коричневый
По одной из этих схем обжимаются разъёмы с обеих сторон.
Перекрёстный кабель (crossover cable)
Предназначен для соединения однотипного оборудования (например, компьютер-компьютер). Однако большинство современных сетевых устройств способно автоматически определить метод обжима кабеля и подстроиться под него (Auto MDI/MDI-X), и перекрёстный кабель сегодня потерял свою актуальность.
Вариант для скорости 100 Мбит/с
Если нужен кабель MDI-X с внутренним кроссированием («crossover» кабель) для соединения, например, «компьютер-компьютер» (со скоростью до 100 Мбит/с), то с одной стороны кабеля применяется схема EIA/TIA-568B, с другой EIA/TIA-568А
Вариант для скорости 1000 Мбит/с
Для соединений на скоростях до 1000 Мбит/с при изготовлении «crossover» кабеля одну сторону надо обжать по стандарту EIA/TIA-568B, а вторую так:
1: Бело-зелёный 2: Зелёный 3: Бело-оранжевый 4: Бело-коричневый 5: Коричневый 6: Оранжевый 7: Синий 8: Бело-синий
Категории кабеля
CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 4-парный кабель, применялся при построении локальных сетей стандартов 10BASE-T и Token Ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 МБит/с по технологии 100BASE-T4. Кабель отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3i. В настоящее время используется в телефонных сетях.
САТ5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парный кабель, применялся при построении локальных сетей 100BASE-TX. Поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар. Ограничение на длину кабеля между устройствами 100 м.
САТ5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парный кабель, является усовершенствованным вариантом CAT5e. Обычно именно этот кабель называют «витой парой». Применяется при построении новых локальных сетей. Благодаря высокой скорости передачи (100 Мбит/с при использовании 2 пар, 1000 Мбит/с при использовании 4 пар), является самым распространённым сетевым носителем, использующимся в современных компьютерных сетях. Так же существует 2-парная разновидность.
CAT6 (полоса частот 250 МГц) — применяется при построении локальных сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с. Стандартизирован в июне 2002 года.
CAT7 - пока что разрабатывается.
Типы кабеля
Витая пара (англ. twisted pair) - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом.
В зависимости от наличия защиты - электрически заземленной медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:
незащищенная витая пара (UTP - Unshielded twisted pair) - отсутствует защитный экран вокруг отдельной пары
фольгированная витая пара (FTP - Foiled twisted pair) - также известна как F/UTP (Screened fully-shielded twisted pair) или S/STP (Screened Shielded Twisted Pair). Присутствует один общий внешний экран в виде фольги.
защищенная витая пара (STP - Shielded twisted pair) - присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки
фольгированная экранированная витая пара (S/FTP - Screened Foiled twisted pair) - внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке
незащищенная экранированная витая пара (SF/UTP - Screened Foiled Unshielded twisted pair) - двойной внешний экран из медной оплетки и фольги, каждая витая пара без защиты.
Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок - как внешних, так и внутренних. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.
Дома практически всегда достаточно самого простого UTP кабеля, если хотите "подстраховаться" (хотя обычно в этом и нет необходимости) и в квартире есть заземляющий контур - возьмите FTP и экран кабеля заземлите. Остальные виды кабелей используют в промышленных сетях, где предъявляются очень высокие требования к сети и где кабеля кладут на большие расстояния и вблизи мощных электроустановок, создающих электромагнитные наводки на сеть.
В зависимости от структуры проводников - кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы, а во втором - из нескольких тоненьких. Одножильный кабель не предполагает прямых контактов с подключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки в коробах, стенах и т. д. с последующим окончанием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для врезания в разъемы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше. На практике для подключения стационарного компьютера вполне можно использовать и одножильный кабель - ведь он в повседневной жизни практически неподвижен. А вот если таскать ноутбук по квартире - то примерно через год его придется менять, если раньше никто не передавит дверью ;)
В свою очередь многожильный кабель плохо переносит врезание в разъёмы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручивании. Кроме того, многожильный провод обладает большим затуханием сигнала. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патч-кордов (англ. patch cord), соединяющих периферию с розетками. Обжимать многожильный кабель значительно труднее и риск ошибиться выше (одна маленькая "волосинка" может перемкнуть соседние контакты и кабель работать не будет), поэтому если вы хотите мягкий и эстетичный кабель для ноутбука - лучше купить готовый патч-корд в магазине.
Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4 - 0,6 мм. (26AWG - 22AWG).
В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG).
Внешняя оболочка 4-х парных кабелей имеет толщину 5 - 9 мм в зависимости от категории кабеля и обычно изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость.
Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, для изготовления оболочки используются полимеры, которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогены (такие кабели маркируются как LSZH - Low Smoke Zero Halogen). Кабели, не поддерживающие горение и не выделяющие дым, разрешается прокладывать и использовать в закрытых областях, где могут проходить воздушные потоки системы кондиционирования и вентиляции.
Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление 120 Ом ±20 Oм, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена и передача данных станет невозможной.
Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие скруток в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.
При организации компьютерных сетей в быту и небольших офисах о категории сетевого lan кабеля можно и не задумываться, так как на небольших расстояниях и малых скоростях передачи информационных данных этот вопрос не актуален. Сети можно делать практически из любого кабеля, вилок и розеток, которые предлагает рынок. В настоящее время для создания компьютерных сетей, как правило, используется не экранированный кабель витых пар UTP категории CAT5, как не дорогой и обеспечивающий достаточную для потребителя скорость передачи данных.
Категории lan кабелей витых пар классифицированы в спецификации EIA/TIA-568 и в международном стандарте ISO 11801. В России действует два госта ГОСТ Р 53246-2008 (копия американского ANSI/TIA/EIA-568B) и ГОСТ Р 53245-2008 (разработан на основе технического регламента одного из крупных производителей кабелей витых пар). На странице я привел только часть информации из документов, которая поможет создать компьютерную сеть со знанием дела.
Конструкцию lan кабеля витых пар обуславливает требуемая скорость передачи данных. Кабели бывают не экранированные и экранированные и обозначаются следующим образом.
UTP Экранирования нет
FTP Все витые пары кабеля экранированы общим внешним экраном из фольги
STP Все витые пары кабеля экранированы общим внешним экраном из фольги и каждая витая пара дополнительно экранирована фольгой
S/FTP Все витые пары кабеля экранированы общим внешним экраном из медной оплетки и каждая витая пара дополнительно экранирована фольгой
Экран выполняет сразу две задачи, снижает излучение электромагнитных полей самими витыми парами в окружающее пространство и защищает их от внешних электромагнитных полей. Экранированные lan кабели применяются исключительно при прокладке магистральных линий и в производственных помещениях с большими электромагнитными полями. В быту и офисах, как правило, используется не экранированный кабель UTP.
Жилы витых пар в lan кабелях бываю двух видов, из одиночного проводника и многожильные. Диаметр жил в одножильных витых парах составляет 0,51 мм. Кабели с одножильными проводниками применяют для монтажа сетей в коробах, кабель - каналах и по стенам. К тому же его легче монтировать в коммуникационных приборах. С многожильными проводниками кабель применяют только там, где он может подвергаться частым изгибам, например, соединять компьютер с розеткой RJ-45, их еще называют патч-кордами. Затухание сигнала в кабеле из многожильных витых пар больше, чем у кабеля, сделанного из одножильных проводников. Для обжатия многожильных витых пар нужны специальные коннекторы RJ-45. Они отличаются тем, что зубцы в ламелях разведены в стороны, как у пилы.
Оболочка lan кабелей витых пар, как правило, изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела для хрупкости при зачистке и бывает трех цветов, которые обозначают область применения.
Таблица цветовой маркировки кабелей витых пар в зависимости от области применения
Черный Предназначен для прокладки вне помещений, оболочка кабеля покрыта дополнительным слоем полиэтилена для защиты от внешних атмосферных воздействий
Серый Предназначен для прокладки внутри помещений
Оранжевый Оболочка выполнена из негорючего полимера, маркируются как LSZH
По форме lan кабели витых пар бывают круглые и плоские. На оболочке кабеля через каждый метр или фут (0,3 м) наносится маркировка, в которой указан производитель, категория кабеля, метраж и другая информация. Это позволяет определять протяженность проложенной линии без линейки.
Как видно из маркировки на фото, данный кабель предназначен для работы при температуре окружающей среды до 75°С, UTP – без экранирования, 4PR – имеет 4 витые пары, EIA/TIA-568 – соответствует спецификации EIA/TIA-568, метки на кабеле в футах.
Внутри оболочки, параллельно витым парам часто можно встретить капроновую нить, которая служит для повышения механической прочности кабеля в целом, а также позволяет разрезать вдоль оболочку при разделке кабеля без повреждения витых пар. Для этого нужно на пару сантиметров освободить витые пары от оболочки, взяться за нить и потянуть ее в обратную сторону. Оболочка легко прорежется вдоль кабеля. Эту нить еще называют разрезной.
По мере совершенствования технологических возможностей количество категорий увеличивалось, и в настоящее время достигло семи. Главным критерием для отнесения lan кабеля к одной из категорий является его скоростные возможности по передаче информационных данных. Скорость измеряется, в Мбит/сек. Чем число больше, тем больший объем информации способен пропустить кабель витых пар в единицу времени.
CAT1 0,1МГц – Передача речевого сигнала, телефонная «лапша» ТРП
CAT2 1МГц до 4 Мбит/сек 2 пары проводников, сейчас не применяется
CAT3 16МГц до 10 Мбит/сек 4 парный кабель для телефонных и локальных сетей протяженностью до 100 метров
CAT4 20МГц до 16 Мбит/сек 4 парный кабель, сейчас не применяется
CAT5 100МГц до 100 Мбит/сек при использовании 2 пар 4 парный кабель для телефонных и локальных сетей
CAT5e 125МГц до 100 Мбит/сек при использовании 2 пар UTP 4 парный кабель для компьютерных сетей
CAT6 250МГц до 1 000 Мбит/сек при использовании 4 пар, 10 000 на расстоянии до 50 метров UTP 4 парный кабель для компьютерных сетей
CAT6a 500МГц до 40 000 Мбит/сек UTP 4 парный кабель высокоскоростных линий Интернет, в перспективе
CAT7 700МГц до 50 000 Мбит/сек S/FTP 4 парный кабель высокоскоростных линий Интернет, в перспективе
Витые пары в lan кабеле имеют волновое сопротивление 100±25 Ом, все дополнительные соединения, в том числе и скрутки, вносят изменение в величину сопротивления, что снижает скорость передачи данных. Особенно актуально влияние на протяженных участках сетей.
В настоящее время на практике повсеместно для построения локальных сетей и Интернет применяется lan кабель витых пар категории САТ5е, данные передаются, как правило, только по 2 парам, оранжевого и зеленого цветов.
скачать dle 12.0
Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитные помехи одинаково влияют на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости монтажа, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.
Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C (который ошибочно называют RJ45).
Экранирование
Для защиты от электрических помех при использовании высокочастотных сигналов, в кабелях категорий 6a-8 используется экранирование. Экранирование применяется как к отдельным витым парам, которые оборачиваются в алюминиевую фольгу (металлизированную алюминием полиэтиленовую ленту), так и к кабелю в целом в виде общего экрана из фольги и/или оплётки из медной проволоки. Экран также может быть соединён с неизолированным дренажным проводом, который служит для заземления и механически поддерживает экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.
Согласно международному стандарту ISO/IEC 11801 приложение E, для обозначения конструкции экранированного кабеля используется комбинация из трех букв: U — неэкранированный, S — металлическая оплётка (только общий экран), F — металлизированная лента (алюминиевая фольга). Из этих букв формируется аббревиатура вида xx/xTP, обозначающая тип общего экрана и тип экрана для отдельных пар.
Распространены следующие типы конструкции экрана:
Неэкранированный кабель (U/UTP)
Экранирование отсутствует. Категория 6 и ниже.
Индивидуальный экран (U/FTP)
Экранирование фольгой каждых отдельных пар. Защищает от внешних помех и от перекрёстных помех между витыми парами.
Общий экран (F/UTP, S/UTP, SF/UTP)
Общий экран из фольги, оплётки, или фольги с оплёткой. Защищает от внешних электромагнитных помех.
Индивидуальный и общий экран (F/FTP, S/FTP, SF/FTP)
Индивидуальные экраны из фольги для каждой витой пары, плюс общий экран из фольги, оплётки, или фольги с оплёткой. Защищает от внешних помех и от перекрёстных помех между витыми парами.
Экранированные кабели категорий 5e, 6/6A и 8/8.1 чаще всего используют конструкцию F/UTP (общий экран из фольги), тогда как экранированные кабели категорий 7/7A и 8.2 используют конструкцию S/FTP (с общей металлической оплёткой и фольгой для каждой пары).
Кабель F/UTP
Кабель S/FTP
Обозначения для распространенных типов кабелей из витых пар
Буквенный код перед обратной чертой обозначает тип общего экрана для всего кабеля, код после черты обозначает тип индивидуального экранирования для каждой витой пары:
U = unshielded, без экрана
F = foil, фольга
S = braided screening, оплётка из проволоки (только внешний экран)
TP = twisted pair, витая пара
TQ = индивидуальный экран для двух витых пар (на 4 провода)
Категории кабеля
Существует несколько категорий кабеля «витая пара», которые нумеруются от 1 до 7 и определяют эффективный пропускаемый частотный диапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины. Категории неэкранированной витой пары описываются в стандарте EIA/TIA 568 (Американский стандарт проводки в коммерческих зданиях) и в международном стандарте ISO 11801, а также приняты ГОСТ Р 53246-2008 и ГОСТ Р 53245-2008.
Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление 100±15 Ом, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена и передача данных станет невозможной. Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие «скруток» в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.
Схемы обжима
Существует два варианта обжима разъёма на кабеле:
для создания прямого кабеля — для соединения порта сетевой карты с коммутатором или концентратором,
для создания перекрёстного (использующего кроссированный MDI, англ. MDI-X) кабеля, имеющего инвертированную разводку контактов разъёма для соединения напрямую двух сетевых плат, установленных в компьютеры, а также для соединения некоторых старых моделей концентраторов или коммутаторов (uplink-порт).
Обжимается разъём 8P8C (зачастую ошибочно именуемый RJ45).
Прямой кабель (straight through cable)
Вариант по стандарту TIA/EIA-568A
Вариант по стандарту TIA/EIA-568B (используется чаще)
В случае, если нужен кабель MDI с внешним кроссированием, так называемый «прямой» кабель для подключения компьютер на хаб/свитч используются следующие схемы:
При соединении EIA/TIA-568B, AT&T 258A 1: Бело-оранжевый 2: Оранжевый 3: Бело-зелёный 4: Синий 5: Бело-синий 6: Зелёный 7: Бело-коричневый 8: Коричневый
Старые цвета витой пары: 1: синий 2: оранжевый 3: чёрный 4: красный 5: зелёный 6: жёлтый 7: коричневый 8: серый
При соединении EIA/TIA-568A 1: Бело-зеленый 2: Зелёный 3: Бело-оранжевый 4: Синий 5: Бело-синий 6: Оранжевый 7: Бело-коричневый 8: Коричневый
По одной из этих схем обжимаются разъёмы с обеих сторон.
Перекрёстный кабель (crossover cable)
Предназначен для соединения однотипного оборудования (например, компьютер-компьютер). Однако большинство современных сетевых устройств способно автоматически определить метод обжима кабеля и подстроиться под него (Auto MDI/MDI-X), и перекрёстный кабель сегодня потерял свою актуальность.
Вариант для скорости 100 Мбит/с
Если нужен кабель MDI-X с внутренним кроссированием («crossover» кабель) для соединения, например, «компьютер-компьютер» (со скоростью до 100 Мбит/с), то с одной стороны кабеля применяется схема EIA/TIA-568B, с другой EIA/TIA-568А
Вариант для скорости 1000 Мбит/с
Для соединений на скоростях до 1000 Мбит/с при изготовлении «crossover» кабеля одну сторону надо обжать по стандарту EIA/TIA-568B, а вторую так:
1: Бело-зелёный 2: Зелёный 3: Бело-оранжевый 4: Бело-коричневый 5: Коричневый 6: Оранжевый 7: Синий 8: Бело-синий
Категории кабеля
CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 4-парный кабель, применялся при построении локальных сетей стандартов 10BASE-T и Token Ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 МБит/с по технологии 100BASE-T4. Кабель отвечает требованиям стандарта IEEE 802.3i. В настоящее время используется в телефонных сетях.
САТ5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парный кабель, применялся при построении локальных сетей 100BASE-TX. Поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар. Ограничение на длину кабеля между устройствами 100 м.
САТ5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парный кабель, является усовершенствованным вариантом CAT5e. Обычно именно этот кабель называют «витой парой». Применяется при построении новых локальных сетей. Благодаря высокой скорости передачи (100 Мбит/с при использовании 2 пар, 1000 Мбит/с при использовании 4 пар), является самым распространённым сетевым носителем, использующимся в современных компьютерных сетях. Так же существует 2-парная разновидность.
CAT6 (полоса частот 250 МГц) — применяется при построении локальных сетей Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с. Стандартизирован в июне 2002 года.
CAT7 - пока что разрабатывается.
Типы кабеля
Витая пара (англ. twisted pair) - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом.
В зависимости от наличия защиты - электрически заземленной медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:
незащищенная витая пара (UTP - Unshielded twisted pair) - отсутствует защитный экран вокруг отдельной пары
фольгированная витая пара (FTP - Foiled twisted pair) - также известна как F/UTP (Screened fully-shielded twisted pair) или S/STP (Screened Shielded Twisted Pair). Присутствует один общий внешний экран в виде фольги.
защищенная витая пара (STP - Shielded twisted pair) - присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки
фольгированная экранированная витая пара (S/FTP - Screened Foiled twisted pair) - внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке
незащищенная экранированная витая пара (SF/UTP - Screened Foiled Unshielded twisted pair) - двойной внешний экран из медной оплетки и фольги, каждая витая пара без защиты.
Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок - как внешних, так и внутренних. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.
Дома практически всегда достаточно самого простого UTP кабеля, если хотите "подстраховаться" (хотя обычно в этом и нет необходимости) и в квартире есть заземляющий контур - возьмите FTP и экран кабеля заземлите. Остальные виды кабелей используют в промышленных сетях, где предъявляются очень высокие требования к сети и где кабеля кладут на большие расстояния и вблизи мощных электроустановок, создающих электромагнитные наводки на сеть.
В зависимости от структуры проводников - кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы, а во втором - из нескольких тоненьких. Одножильный кабель не предполагает прямых контактов с подключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки в коробах, стенах и т. д. с последующим окончанием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для врезания в разъемы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше. На практике для подключения стационарного компьютера вполне можно использовать и одножильный кабель - ведь он в повседневной жизни практически неподвижен. А вот если таскать ноутбук по квартире - то примерно через год его придется менять, если раньше никто не передавит дверью ;)
В свою очередь многожильный кабель плохо переносит врезание в разъёмы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручивании. Кроме того, многожильный провод обладает большим затуханием сигнала. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патч-кордов (англ. patch cord), соединяющих периферию с розетками. Обжимать многожильный кабель значительно труднее и риск ошибиться выше (одна маленькая "волосинка" может перемкнуть соседние контакты и кабель работать не будет), поэтому если вы хотите мягкий и эстетичный кабель для ноутбука - лучше купить готовый патч-корд в магазине.
Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4 - 0,6 мм. (26AWG - 22AWG).
В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG).
Внешняя оболочка 4-х парных кабелей имеет толщину 5 - 9 мм в зависимости от категории кабеля и обычно изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость.
Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, для изготовления оболочки используются полимеры, которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогены (такие кабели маркируются как LSZH - Low Smoke Zero Halogen). Кабели, не поддерживающие горение и не выделяющие дым, разрешается прокладывать и использовать в закрытых областях, где могут проходить воздушные потоки системы кондиционирования и вентиляции.
Каждая отдельно взятая витая пара, входящая в состав кабеля, предназначенного для передачи данных, должна иметь волновое сопротивление 120 Ом ±20 Oм, в противном случае форма электрического сигнала будет искажена и передача данных станет невозможной.
Причиной проблем с передачей данных может быть не только некачественный кабель, но также наличие скруток в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.
При организации компьютерных сетей в быту и небольших офисах о категории сетевого lan кабеля можно и не задумываться, так как на небольших расстояниях и малых скоростях передачи информационных данных этот вопрос не актуален. Сети можно делать практически из любого кабеля, вилок и розеток, которые предлагает рынок. В настоящее время для создания компьютерных сетей, как правило, используется не экранированный кабель витых пар UTP категории CAT5, как не дорогой и обеспечивающий достаточную для потребителя скорость передачи данных.
Категории lan кабелей витых пар классифицированы в спецификации EIA/TIA-568 и в международном стандарте ISO 11801. В России действует два госта ГОСТ Р 53246-2008 (копия американского ANSI/TIA/EIA-568B) и ГОСТ Р 53245-2008 (разработан на основе технического регламента одного из крупных производителей кабелей витых пар). На странице я привел только часть информации из документов, которая поможет создать компьютерную сеть со знанием дела.
Конструкцию lan кабеля витых пар обуславливает требуемая скорость передачи данных. Кабели бывают не экранированные и экранированные и обозначаются следующим образом.
Таблица обозначений видов экранирования кабелей витых пар
UTP Экранирования нет
FTP Все витые пары кабеля экранированы общим внешним экраном из фольги
STP Все витые пары кабеля экранированы общим внешним экраном из фольги и каждая витая пара дополнительно экранирована фольгой
S/FTP Все витые пары кабеля экранированы общим внешним экраном из медной оплетки и каждая витая пара дополнительно экранирована фольгой
Экран выполняет сразу две задачи, снижает излучение электромагнитных полей самими витыми парами в окружающее пространство и защищает их от внешних электромагнитных полей. Экранированные lan кабели применяются исключительно при прокладке магистральных линий и в производственных помещениях с большими электромагнитными полями. В быту и офисах, как правило, используется не экранированный кабель UTP.
Жилы витых пар в lan кабелях бываю двух видов, из одиночного проводника и многожильные. Диаметр жил в одножильных витых парах составляет 0,51 мм. Кабели с одножильными проводниками применяют для монтажа сетей в коробах, кабель - каналах и по стенам. К тому же его легче монтировать в коммуникационных приборах. С многожильными проводниками кабель применяют только там, где он может подвергаться частым изгибам, например, соединять компьютер с розеткой RJ-45, их еще называют патч-кордами. Затухание сигнала в кабеле из многожильных витых пар больше, чем у кабеля, сделанного из одножильных проводников. Для обжатия многожильных витых пар нужны специальные коннекторы RJ-45. Они отличаются тем, что зубцы в ламелях разведены в стороны, как у пилы.
Оболочка lan кабелей витых пар, как правило, изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела для хрупкости при зачистке и бывает трех цветов, которые обозначают область применения.
Таблица цветовой маркировки кабелей витых пар в зависимости от области применения
Черный Предназначен для прокладки вне помещений, оболочка кабеля покрыта дополнительным слоем полиэтилена для защиты от внешних атмосферных воздействий
Серый Предназначен для прокладки внутри помещений
Оранжевый Оболочка выполнена из негорючего полимера, маркируются как LSZH
По форме lan кабели витых пар бывают круглые и плоские. На оболочке кабеля через каждый метр или фут (0,3 м) наносится маркировка, в которой указан производитель, категория кабеля, метраж и другая информация. Это позволяет определять протяженность проложенной линии без линейки.
Как видно из маркировки на фото, данный кабель предназначен для работы при температуре окружающей среды до 75°С, UTP – без экранирования, 4PR – имеет 4 витые пары, EIA/TIA-568 – соответствует спецификации EIA/TIA-568, метки на кабеле в футах.
Внутри оболочки, параллельно витым парам часто можно встретить капроновую нить, которая служит для повышения механической прочности кабеля в целом, а также позволяет разрезать вдоль оболочку при разделке кабеля без повреждения витых пар. Для этого нужно на пару сантиметров освободить витые пары от оболочки, взяться за нить и потянуть ее в обратную сторону. Оболочка легко прорежется вдоль кабеля. Эту нить еще называют разрезной.
По мере совершенствования технологических возможностей количество категорий увеличивалось, и в настоящее время достигло семи. Главным критерием для отнесения lan кабеля к одной из категорий является его скоростные возможности по передаче информационных данных. Скорость измеряется, в Мбит/сек. Чем число больше, тем больший объем информации способен пропустить кабель витых пар в единицу времени.
Таблица технических параметров кабелей витых пар в зависимости от их категории
CAT1 0,1МГц – Передача речевого сигнала, телефонная «лапша» ТРП
CAT2 1МГц до 4 Мбит/сек 2 пары проводников, сейчас не применяется
CAT3 16МГц до 10 Мбит/сек 4 парный кабель для телефонных и локальных сетей протяженностью до 100 метров
CAT4 20МГц до 16 Мбит/сек 4 парный кабель, сейчас не применяется
CAT5 100МГц до 100 Мбит/сек при использовании 2 пар 4 парный кабель для телефонных и локальных сетей
CAT5e 125МГц до 100 Мбит/сек при использовании 2 пар UTP 4 парный кабель для компьютерных сетей
CAT6 250МГц до 1 000 Мбит/сек при использовании 4 пар, 10 000 на расстоянии до 50 метров UTP 4 парный кабель для компьютерных сетей
CAT6a 500МГц до 40 000 Мбит/сек UTP 4 парный кабель высокоскоростных линий Интернет, в перспективе
CAT7 700МГц до 50 000 Мбит/сек S/FTP 4 парный кабель высокоскоростных линий Интернет, в перспективе
Витые пары в lan кабеле имеют волновое сопротивление 100±25 Ом, все дополнительные соединения, в том числе и скрутки, вносят изменение в величину сопротивления, что снижает скорость передачи данных. Особенно актуально влияние на протяженных участках сетей.
В настоящее время на практике повсеместно для построения локальных сетей и Интернет применяется lan кабель витых пар категории САТ5е, данные передаются, как правило, только по 2 парам, оранжевого и зеленого цветов.
