Определены самые популярные категории кабеля «Витая пара»

При построении локальных сетей различного уровня и масштаба основным соединительным интерфейсом является кабель типа «витая пара». 30 лет назад ему удалось победить в войне технологий коаксиальный аналог, и на сегодня это самый распространённый вид связи между отдельными компьютерами и другими устройствами, предназначенными для передачи цифровых данных. В частности, его используют и провайдеры интернет-сервисов, доставляя конечным потребителям сетевой трафик.

Что собой представляет кабель «витая пара»

Переплетение проводов попарно – изобретение, которому более 150 лет. Первоначально такой способ организации связи использовали для телеграфной связи, затем на длительное время витая пара стала стандартом для аналоговой телефонии. Скручивание жил оказалось эффективной мерой противодействия внешним электромагнитным помехам, одновременно защищая от внутренних наводок.

В настоящее время термин «витая пара» применяется преимущественно в отношении компьютерных сетей, трансформировавшись из двухпарного в четырёхпарный.

Строение кабеля витой пары

В настоящее время основной физической средой передачи данных в структурированных кабельных системах является медный кабель типа витая пара

. Свое признание витая пара получила благодаря большому разнообразию конструкций, относительно небольшой стоимости и простоте монтажа. Существует специальная классификация, которая облегчает выбор и работу с кабелем, и объясняет, какие этапы становления прошла витая пара, чтобы обрести свой современный вид. Именно это, а также общие сведения о витой паре, мы рассмотрим в данной статье.

Изобретение витой пары

В 1876 г. Александр Белл

, американский изобретатель шотландского происхождения, запатентовал метод и устройство, предназначенное для трансляции речи и других звуков по телеграфу с использованием электрических волн, – телефон. Судьба аппарата известна – огромная популярность среди всех слоев общества и неотъемлемая часть нашего существования в 21 веке.

Изначально из-за электромагнитного излучения трамвайных линий, телефонные провода испытывали сильные помехи. Это заставило специалистов искать способы защиты электрических сетей высокого напряжения. Первым шагом стал метод транспозиции проводов, который был основан на принципе их перекрещивания через определенное количество опор. В итоге это была первая попытка использовать скрученный провод, давшая положительные результаты – так была изобретена витая пара

.

Только в США было установлено полтора миллиона телефонных аппаратов. В итоге это потребовало прокладки огромного количества кабеля и, соответственно, его совершенствования (соединение не отличалось хорошим качеством). В 1881 г. Александр Белл изобретает «витую пару», кабель, изначально предназначенный для телефонных сетей. Такой вид кабеля состоял из одной или более скрученных, изолированных друг от друга, пар проводников. Покрыт оболочкой для обеспечения защиты провода от внешних механических и природных воздействий.

С постепенной эволюцией проводных средств связи кабель типа витая пара также развивался и на сегодня является неотъемлемой частью структурированных кабельных сетей.

Что такое витая пара?

Прежде чем говорить о классификации витой пары, нужно разобраться, что представляет собой медный кабель типа витая пара.

Витая пара

– это кабель, который состоит из одной или нескольких пар медных изолированных проводников, скрученных между собой и покрытых внешней диэлектрической оболочкой из полимера. Скрученные проводники имеют постоянный, четко выраженный шаг скрутки, который индивидуален для каждой пары с целью компенсации перекрёстных наводок внутри кабеля. Простыми словами скручивание проводников с различным и некратным шагом для разных пар выполняется для того, чтобы сигналы витых пар минимальным образом воздействовали друг на друга.

Витая пара: основные элементы

В настоящее время существуют разные конструкции кабелей, которые объединяют в себе те или иные основные элементы. Так же стоит отметить что в конструкцию витой пары не обязательно должны входить все нижеперечисленные элементы. Например, дренажный проводник или экран не входят в конструкцию каждой витой пары а имеют отношение только к экранированным кабелям (F/UTP, F/FTP и так далее).
Элементы витой пары
– Медные жилы изготавливаются из чистой электротехнической меди высокой степени очистки. Жилы могут быть как цельными (Solid), так и многопроволочными (Stranded). Остановимся на этом моменте немного подробнее:

Цельный (одножильный)

– каждый проводник представляет собой монолитную медную проволоку. Кабель с цельными жилами в большинстве случаев применяется для прокладки кабельных трасс, не используется для прямого контакта с активным оборудованием. Обусловлено это тем, что цельная жила имеет большой диаметр и не терпит частые изгибы. Но нужно отметить, что такой тип кабеля имеет более высокие передаточные характеристики.

Конструкция витой пары

Многожильный (многопроволочный)

– каждый проводник выполнен из нескольких тонких медных жил, скрученных между собой. Кабели с многожильными проводниками устойчивы к периодическим физическим воздействиям, таким как перегибы и скручивания. Но в отличие от кабеля с одножильным типом проводников имеют более высокий уровень затухания сигнала, что ограничивает максимальное расстояние передачи данных. Чаще всего такие кабели используются для изготовления коммутационных шнуров для соединения активного оборудования с коммутационными панелями или подключения оконечного оборудования.

Конструкция витой пары

– Изоляция защищает жилы от окисления, а также изолирует их друг от друга. В большинстве случаев изготавливается из полиэтилена высокой плотности (HDPE) или вспененного полиэтилена (для категорий 6A и выше). В некоторых случаях используется тефлон, который имеет широкий рабочий температурный диапазон.

– Пара проводников – основная часть симметричного кабеля, образуется двумя скрученными между собой изолированными проводниками. Для уменьшения взаимного влияния пар друг на друга, разные пары изготавливаются с различным и некратным шагом скрутки.

– Сепаратор предназначен для физического разнесения пар при отсутствии их индивидуального экранирования. Встречается в основном в кабелях категории 6 и 6a.

– Дренажный провод – элемент заземления, который обеспечивает непрерывность пленочного экрана в случае его разрыва, а также собирает с пленочного экрана наведенный сигнал для его заземления.

– Разрывная нить используется для разделки внешней оболочки кабеля, при вытягивании эта нить оставляет за собой продольный разрез и открывает доступ к кабельному сердечнику.

– Защитная пленка – это полипропиленовая лента, обмотанная в несколько слоев вокруг сердечника кабеля. Обеспечивает защиту и изоляцию пар, а также отделение их от экрана кабеля.

– Экран из фольгированной пленки – металлизированная алюминием полипропиленовая пленка, которая ослабляет помехи, наведенные на кабель из внешней среды. Является базовым вариантом экранирования.

– Индивидуальное экранирование пар – металлизированная алюминием полипропиленовая пленка для обеспечения наилучшей изоляции пар друг от друга.

– Экран из луженной медной проволоки – проволочная оплетка которая обеспечивает лучшее экранирование, а также обладает высокой физической стойкостью. Также выполняет роль дренажного провода.

– Внешняя оболочка – защищает внутренние элементы кабеля от внешних воздействий, таких как: холод, влага, солнечные (ультрафиолетовые) лучи и физические нагрузки.

В большинстве случаев внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлорида (PVC)

, либо из полимеров, которые не поддерживают горение и не выделяют при горении галогенов
(LSZH)
. Необходимая в процессе разделки небольшая хрупкость внешней оболочки достигается добавлением в исходное сырье определенного количества мела. Кабели с оболочкой из PVC используется в основном для одиночной прокладки внутри зданий и сооружений. Для групповой прокладки внутри помещений где возможно массовое скопление людей применяются кабели с оболочкой LSZH.

Для уличной прокладки принято использовать витую пару в оболочке из полиэтилена (PE)

, она не боится ультрафиолета, устойчива к холоду и внешним воздействиям. Кабели с данной оболочкой распространяют горение даже при одиночной прокладке, поэтому прокладка таких кабелей в зданиях и сооружениях категорически запрещена.

Также не стоит забывать, что существуют оболочки специального назначения, например, огнестойкие (FR – PVC, FR – LSZH)

, которые сохраняют работоспособность под воздействием пламени, или универсальные оболочки
(UV – LSZH, UV – PVC)
, которые используются как для внешней, так и для внутренней прокладки.

Конструкции витой пары

В зависимости от наличия или отсутствия дополнительных экранирующих покрытий отдельных пар и/или сердечника в целом, витая пара подразделяется на экранированную и неэкранированную

.

В свою очередь тип экранирования – медная или алюминиевая оплетка или фольгированный экран вокруг пар – определяет вид витой пары. Согласно Международному стандарту ISO/IEC 11801 для обозначения конструкции витой пары применяется комбинация из нескольких букв, так называемый буквенный код

, который имеет следующий вид: тип общего экрана для кабеля/тип индивидуального экранирования для каждой отдельной пары, например, F/UTP.

Стандартом ISO/IEC 11801 принято использовать следующие обозначения:

• TP (Twisted Pair) – витая пара.
• U (Unscreened) – без защитного экрана.
• F (Foil Screened) – экран из фольгированной пленки.
• S (Braid Screen) – экран из проволочной оплетки.

Теперь более подробно познакомимся с основными видами:

1) U/UTP

– название говорит само за себя, кабель не имеет защитного экрана. Несмотря на отсутствие экрана, получил широкое распространение благодаря своей гибкости, дешевизне и простоте монтажа. Наиболее популярная конструкция для прокладки кабельных систем в большинстве стран.

Витая пара U/UTP

2) F/UTP

– кабель имеет один внешний экран из алюминиевой фольги, который используется как базовый тип защиты от внешних помех.

Витая пара F/UTP

3) SF/UTP

– дополнительный экран из медной оплетки значительно повышает помехозащищенность кабеля в области средних и низких частот, дает дополнительную физическую прочность и защиту от перегибов.

Витая пара SF/UTP

4) U/FTP

– каждая пара защищена фольгированной пленкой, что обеспечивает отличное экранирование не только от внешних помех, но и от взаимных влияний между парами кабеля. Такое решение применяется для высокоскоростных кабелей, начиная с категории 6.

Витая пара U/FTP

5) F/FTP

– кабель имеет фольгированную защиту каждой отдельной пары и общий внешний экран. Многослойная защита для максимальной помехозащищенности.

Витая пара F/FTP

6) S/FTP

– индивидуальное экранирование каждой пары и общий внешний экран в виде проволочной оплетки. Конструкция сочетает все преимущества обоих типов экранирования и обеспечивает отличную защиту во всем частотном диапазоне. Применяется на кабелях категорий 6А, 7, 7А и 8, а также для защиты линий, проходящих в непосредственной близости от силовых кабелей.

Витая пара S/FTP

Категории и классы витой пары

Максимально пропускаемый частотный диапазон – основополагающий параметр при делении витой пары на категории/классы. На данный момент основными стандартами, регламентирующими ранжирование витой пары на категории/классы, являются Международный стандарт ISO 11801 и Американский стандарт TIA-EIA-568B.

Для витой пары по ISO 11801 определены следующие классы: класс A, класс B, класс C, класс D, класс E, класс EA, класс F и класс FA. Чем выше класс – тем лучше передаточные характеристики и скорость передачи. Также стоит отметить что, витая пара более высокого класса поддерживает возможности витой пары более низкого класса, но не наоборот.

В американском стандарте TIA-EIA-568B понятие классов отсутствует и для разделения витой пары используется понятие – категория

. Для их обозначения принято использовать аббревиатуру «Cat.X», где X – цифра от 1 до 8. Теперь более подробно рассмотрим категории/классы витой пары, а также соответствие между определенной категорией и классом:

Cat. 1

(частота 0, 1 МГц) – используется для передачи голоса или данных при помощи модема. В большинстве случаев представляет собой 1 пару скрученных проводников (в России применяется без скруток). В виду сильного воздействия электромагнитных помех, в настоящее время не используется.

Cat. 2

(частота 1 МГц) – используется для передачи данных со скоростью до 4 Мбит/с. Применяется в сетях Token Ring и Arcnet. В настоящее время также не применяется, но иногда встречается в телефонных линиях связи. Обычно представляет собой 2 пары проводников.

Cat. 3/Класс «С»

(частота 16 МГц) – используется как для телефонных, так и локальных сетей 10BASE-T/100BASE-T4. Поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с при использовании технологии 100BASE-T до 100 Мбит/с. Отличительной особенностью от предшествующих категорий является соответствие требованиям стандарта IEEE 802.3. В настоящее время используется в основном для создания телефонных линий.

Cat. 4

(частота 20 МГц) – используется в сетях 10BASE-T и 10BASE-T4, позволяет передавать данные со скоростью до 16 Мбит/с по одной паре. В настоящее время так же не используется.

Cat. 5/Класс «D»

(частота 100 МГц) – используется для построения локальных сетей, работающих по технологии 100BASE-TX и 1000BASE-T. Позволяет передавать данные со скоростью до 1000 Мбит/с при использовании 4-х пар. В настоящее время также используется в магистральных системах, а также в телефонных линиях связи.

Cat. 5e/Класс «D»

(частота 100 МГц) –представляет собой усовершенствованную категорию 5. Позволяет передавать данные со скоростью от 100 Мбит/с до 1000 Мбит/с в сетях 100BASE-TX и 1000BASE-T. В настоящее время в основном представлена 4 – х парным кабелем, который является самым распространённым для созданий локальных сетей и систем видеонаблюдения.

Cat. 6/Класс «E»

(частота 250 МГц) – применяется в сетях Fast Ethernet и 10 Gigabit Ethernet. Максимальная скорость передачи данных составляет до 10 Гбит/с на расстояние до 55 метров.

Cat. 6A/Класс «Ea»

(частота 600 МГц) – применяется в сетях 10 Gigabit Ethernet и позволяет передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с на расстояние до 100 метров.

Cat. 7/Класс «F»

(частота 600-700 МГц) – применяется в сетях 10 Gigabit Ethernet, позволяет передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с. Структурно кабель имеет общий внешний экран и экран для каждой пары (S/FTP).

Cat. 7A/Класс «Fa»

(частота 1000 – 1200 МГц) – применяется в сетях 10 Gigabit Ethernet, а также используется для передачи данных на скорости до 40 Гбит/с на расстояние до 50 метров в сетях 40 Gigabit Ethernet.

Cat. 8 /Class «I»

(частота 1600 – 2000 МГц) – утверждена стандартом ANSI/TIA-568-C.2-1 в июне 2016 года. Разработана для использоваться в сетях 100 Gigabit Ethernet. На данный момент находится в стадии разработки. Скорость передачи данных до 100 Гбит/с.

На данный момент стандартом ANSI/EIA/TIA 568-B так же утверждена категория 8.1 и 8.2. Конструктивно кабель имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Скорость передачи данных до 100 Гбит/с.

В заключение добавим: несмотря на то что технологии передачи данных стремительно развиваются и с каждым днем предъявляют все более строгие требования к кабельным линиям, витая пара, будет актуальна еще на протяжении долгого времени. За последние несколько лет производительность медного кабеля витая пара выросла в разы. На сегодняшний день уже ведутся работы по созданию решений на основе витой пары, которые позволят передавать данные на скорости до 100 Гбит/с.

Категории витой пары

Основной характеристикой любых коммуникаций является скорость передачи данных. Применительно к витой паре эта характеристика в довольно незначительной степени зависит от таких параметров, как материал изготовления кабеля или его внутренняя топология. Но они влияют на другие характеристики сети – её долговечность, надёжность, максимально допустимое расстояние передачи сигнала и т. д.

Наиболее общей характеристикой принято считать категорию ВП, в настоящее время все производители кабеля витая пара придерживаются этой классификации. Как мы уже отмечали, определяющим параметром компьютерных сетей является скорость передачи информации. Она зависит, прежде всего, от частоты колебаний тока, которая и является аналоговым способом передачи единицы данных. По этой причине при разбиении кабелей на категории одной из главных характеристик является частотный диапазон, в котором способна работать витая пара. Все остальные параметры являются второстепенными, направленными на поддержание заданной частоты колебаний.

Категории витой пары:

1. CAT1 характеризуется частотой пропускания до 10000 Гц, такой кабель ранее называли «лапшой». В настоящее время используется разве что для прокладки телефонного кабеля в квартиру от установленного на лестничной площадке щитка.
2. CAT2 имеет полосу частот до 1 МГц, что для чётырёхжильного кабеля соответствует скорости 4 Мб/сек. Используется такой провод для соединения телефона с квартирной коробкой.
3. CAT3 – работает на частоте 16 МГц (10 Мб/сек на большие расстояния, 100 Мб/сек до 100 метров).
4. CAT4 – 20-мегагерцовый кабель, практически не используется.
5. CAT5 способен работать на частотах порядка 100–125 МГц (100 Мб/сек для двух пар, 1000 Мб/сек для четырёх пар). В настоящее время самая распространённая категория для компьютерной витой пары.
6. CAT6 имеет полосу рабочих частот порядка 250 МГц (1 Гб/сек), у разновидности CAT6a рабочая частота составляет 500 МГц, что соответствует скорости 10 Гб/сек.
7. CAT7 – кабель, способный работать на частоте до 700 МГц, на сегодня заявлен и утверждён только стандартом ISO

Критерии выбора кабеля

У такого кабеля характеристик много, но для выбора важны только отдельные из них. К ним относятся: категория проводника, тип жилы, способ экранирования. Рассмотрим подробно каждую из них.

Критерий #1 — категория интернет-кабеля

Существует семь категорий кабеля витая пара— от Cat.1 до Cat.7.

Отличаются шнуры разных категорий эффективностью пропускаемого сигнала:

1. Первая категория Cat.1 имеет полосу пропускания всего 0,1 МГц. Используют такой проводник для передачи голосовых данных с помощью модема.
2. У категории Cat.2 полоса пропускания — 1 МГц. Скорость передачи данных здесь ограничена 4 Мбит/с, поэтому такой проводник считается устаревшим и почти не используется.
3. Для категории Cat.3 частотная полоса — 16 МГц. Быстрота передачи данных — до 100 Мбит/с. Используют для создания локальных и телефонных сетей.
4. Cat. 4 — кабель с пропускной способностью 20 МГц максимум. Скорость передачи данных — не больше 16 Мбит/с.
5. Cat.5 обладает пропускной способностью 100 МГц максимум и предельной скоростью передачи данных 100 Мбит/с. Сферы применения — создание телефонных линий и локальных сетей.
6. Cat.5е имеет пропускную способность 125 МГц. Скорость — до 100 Мбит/с и 1000МБит/с (для четырехпарного провода). Этот кабель является самым популярным при построении компьютерных сетей.
7. Для Cat.6 приемлемая частотная полоса — 250 МГц. Быстрота передачи — 1 Гбит/с на расстояние до 50 м.
8. У Cat.6а лента пропускания — 500 МГц. Быстрота — до 10 Гбит/с в диапазоне до 100 м.
9. Cat.7 имеет пропускную полосу 600-700 МГц. Скорость этого провода для интернета — до 10 Гбит/с.
10. Cat.7а. Полоса пропуска — до 1200 МГц. Скорость — 40 Гбит/с на длину 15 м.

Чем выше категория кабеля, тем больше в нем пар проводников. При этом, в каждой паре на единицу длины приходится больше пар витков.

Критерий #2 — тип кабельной жилы

Жилы кабеля делятся на медные и омедненные. Более качественным считается первый тип.

Используют кабель с такой жилой для обширной и быстрой сети — больше 50 м. Второй вид несколько дешевле, да и потери в нем не такие уж большие.

Его сердцевина представляет собой недорогой кабель с малой проводимостью. Покрыт он медью, обладающей высокой проводимостью. Так как ток протекает по медной стороне проводника, проводимость страдает незначительно.

Приобретая омедненный кабель, приходится делать выбор между двумя его видами — CCS и CCA. Различие между ними в сердцевине. У CCS она представляет собой проводник из стали, у CCA — из алюминия. Второй от медного мало чем отличается.

Монтаж стального проводника может вызвать затруднения, поскольку сталь, как не очень эластичный материал, подвержена надломам.

На ограниченном расстоянии расхождение между медным и омедненным кабелем мало заметно. Если дистанция больше 100 м, кабель с алюминиевой сердцевиной сигнал просто не передаст.

Причиной плохой коммутации является большее, чем у меди, сопротивление алюминия. В результате на выходе ток имеет недостаточную мощность и составляющие сети не «видят» друг друга.

Критерий #3 — экран для кабеля

Экран необходим, чтобы защитить проводник от электромагнитных шумов других кабелей. Также он должен компенсировать излучение электромагнитного поля самих витых пар.

Если поблизости есть силовые кабели до 380 В с сечением жилы менее 4 квадратов, необходим один экран. В этом случае самым лучшим вариантом станет кабель FTP.

Когда предполагается соседство с проводником от 380 В с сечением жилы до 8 квадратов, потребуется экран двойной. Хороший вариант — F2TP.

Близость высоковольтных кабелей от 1000 В с жилой от 8 квадратов предполагает прокладку как силового, так и сетевого кабеля в индивидуальных гофрах. Вариант экрана — SF/UTP.

В быту такие кабели не используют. Здесь чаще всего применяют неэкранированный кабель, принадлежащий к категории 5е типа UTP.

По форме lan кабель витая пара бывают круглый и плоский. 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.

Маркировка кабеля витая пара

Общепризнанной является следующая маркировка, указывающая на способ организации экранирования:

• UTP – дешёвый неэкранированный кабель (может встречаться обозначение U/UTP);
• FTP – кабель, у которого на все пары жил общий экран (F/UTP);
• S-FTP – общий двойной экран для всех пар с фольгированным алюминиевым сердечником и жилами из медной лужёной проволоки (SF/UTP);
• STP – наличие экрана у каждой пары (U/FTP);
• F/FTP – отдельные экраны для всех пар плюс общий экран из алюминиевой фольги;
• S/FTP – отдельные экраны для всех пар плюс общий из медной лужёной проволоки.

Виды экранирования кабеля в зависимости от маркировки

В общем случае экран – это защита кабеля от случайных и систематических наводок, искажающих сигнал, необходим для предотвращения потери информации. Разновидности экранирования говорят о разном уровне защиты данных. Они во многом определяют стоимость готового изделия.

Виды витой пары

Кроме маркировки, обозначающей наличие и способ организации экрана, существуют и другие обозначения, применяемые производителями для обозначения тех или иных технических особенностей своей продукции:

1. Количество жил: solid – одножильный кабель, patch – многожильный. Моножилы дёшевы в производстве, поэтому наиболее распространены. Многожильные изделия используются при сложной топологии сетей в местах множественных изгибов. Они же в основном используются при производстве патч-кордов (оконцованного джеками участка кабеля заданной длины для соединения устройств).
2. Диаметр жилы. Используемый диапазон – 0.40–0.64 мм. Кабельная продукция 5–6 категорий изготавливается из жил диаметром 51 мм и обозначается 24AWG (американский стандарт маркировки). Бюджетный, зачастую несертифицированный кабель изготавливают из проволоки 0.40–0.50 мм – для квартиры выбор такой витой пары будет вполне оправданным.
3. Количество пар. При построении сложных коммуникационных систем их число может достигать тысяч, но для компьютерных сетей стандарт 4 пары (принятая в США маркировка – 4х2х0.51). Использование всех восьми жил требуется для построения гигабитных сетей, для домашнего использования с пропускной способностью до 100 Мб/сек достаточно двух пар. И хотя такой кабель дешевле, обычно в любом случае приобретают восьмижильный вариант. Две пары используется для обустройства домофонов и систем сигнализации.

Внутреннее содержимое витой пары

Отдельно стоит рассказать о маркировке по типу оболочки:

• PVC – оболочка из поливинилхлорида, используется преимущественно для дешёвых кабелей;
• PP – полипропиленовая оболочка для кабелей, которые могут подвергаться воздействию высоких температур (до 140° С);
• PE – оболочка из плотного полиэтилена, используется для наружной прокладки кабелей;
• FR – кабель огнестойкой категории (способность работы при пожаре определённое время, от 30 до 180 минут);
• LS – оболочка из материала, характеризующегося низким дымовыделением при возгорании;
• ZH – материал, при горении не выделяющий ядовитые галогеновые газы;
• В – кабель с бронированной оболочкой в виде обволакивающей стальной ленты.

Существуют также модификации кабеля со стальным тросом, которые используются для воздушной прокладки сетей между домами.

Устройство сетевого кабеля

Устройство каждого вида кабеля различное. Самая простая конструкция у коаксиального проводника, самая совершенная — у оптоволоконного.

Строение коаксиального кабеля

Еще на заре создания сетей применяли исключительно коаксиальный кабель. В его структуру входит центральный проводник.

Вокруг него — толстый слой изоляции, далее следует оплетка — алюминиевая или медная, а в заключение — изолирующая оболочка.

Устройство витой пары

Самым распространенным проводом для интернета является витая пара. Этот кабель позволяет через один канал подключить все компьютеры, а заодно другие необходимые устройства. Дает возможность обеспечить определенным пользователям использование информации со всех компьютеров.

Чаще всего покупают нужный отрезок этого провода, обжатый со всех сторон коннекторами. Реже берут простой отрезок витой пары, а обжимку выполняют уже после после монтажа, используя правильную схему распиновки.

Экранирующий слой может находиться всего в двух местах — поверх отдельной пары и тогда его называют индивидуальным и поверх всех пар, тогда его называют общим.

Особенности строения оптического кабеля

Этот современный кабель имеет особое конструктивное строение. Его образуют тончайшие проводки, а отделяет их друг от друга специальное покрытие.

Эти проводки являются проводниками оптических лучей, переносящих информацию при прохождении через кремниевые сердечники, имеющиеся у каждого волокна. Кроме сердцевины у волокна имеется оптическая оболочка, защита, буферное покрытие.

Составными волоконно-оптического кабеля являются такие элементы, как центральный сердечник, оболочка, которая его окружает.

Как и сердечник, «рубашка»состоит из стекла, но такой параметр, как преломление света у него меньше. Световые лучи, отражаясь от стекла, расходятся по сердечнику, но за его пределы не выходят.

Стандарты, сертификация

При выборе типа витой пары нужно понимать, для каких целей должен использоваться кабель. Стандарт Ethernet является наиболее распространённым, витую пару иногда называют этим термином. Стандарт определяет ряд характеристик кабельной сети: скорость передачи данных, максимальное расстояние, возможное без использования усилителей сигнала, способ модуляции и т. д. Впрочем, к этому же стандарту относится и оптоволокно.

Существуют также отдельные стандарты, применимые при прокладке СКС, причём для структурированных кабельных систем требования намного жёстче.

Соединение витой пары с интернет-розеткой

Стандартов Ethernet разработано свыше десятка, большинство из них устарело (например, 10BASE5, или IEEE 802.3, часто называемый «толстым Ethernet»).

Разновидность стандарта IEEE 802.3ba, разработанная в 2009 году, позволяет передавать данные на скорости до 40 Гб/сек, существует и 100-гигабитный стандарт, ожидается появление терабитного.

Коннектор RJ-45 для витой пары

В сфере СКС действует три популярных стандарта:

• американский вариант – EIA/TIA-568С;
• стандарт, используемый в Европе – CENELEC EN 50173;
• международная версия стандарта – ISO/IEC IS11801-2002.

Мнение эксперта.
Эксперт LAN-ART по витой паре — Березкин Евгений Николаевич.

Все стандарты, касающиеся построения структурированных кабельных систем на витой паре, гарантируют её работоспособность на протяжении 10 лет и более.

Прокладка интернет-кабеля

Первое, что мы настоятельно советуем вам сделать — проложить кабель-канал диаметром минимум 2,5 сантиметра с лестничной площадки в квартиру. Очень многие владельцы, желая обеспечить себя бесперебойным интернетом, обращаются сразу к двум, а то и трём-четырём местным провайдерам.

И представьте себе, что каждый из них будет сверлить вашу стену, чтобы протянуть свой кабель внутрь квартиры. А ведь в ваше жильё, возможно, будет заходить ещё кабель для телевидения и городского телефона! Пусть будет один кабель-канал, чтобы все провода заходили в квартиру в одном месте, без лишних дыр в стене.

«Зачем мне вообще тянуть сетевой кабель (витую пару) по всей квартире»? — спросите вы. Поставлю мощный роутер в прихожей, там, где провайдер ввёл кабель в дом и всё, Wi-Fi обеспечен! И никаких забот. Да, роутер вам не помешает в любом случае, чтобы пользоваться интернетом в смартфоне. Но, если квартира большая, стены железобетонные, есть помехи от Wi-Fi соседей — возникнут проблемы.

Как вариант, можно создать сеть из двух-трёх роутеров, установленных в разных местах квартиры. Но к ним, опять-таки, придётся тянуть интернет-кабель, если нет функции «моста», ретранслятора. Кроме того, проводной интернет всё равно надёжней и быстрее беспроводного, доказано опытом многочисленных пользователей.

Поэтому, точно определитесь, где у вас в квартире будут стоять компьютер и ноутбук. Не исключено, что у вас их несколько — у каждого члена семьи. Выбирайте оптимальное место, чтобы протянуть интернет-кабель (витую пару) куда нужно. Если капитальный ремонт в квартире пока не планируется, то спрятать кабель можно под плинтусом или за потолочным пространством. Именно так часто поступают в офисах.

Если же вы всё равно делаете капитальный ремонт, то проложить интернет-кабель целесообразно в штробах по стенам или под стяжкой пола. При этом обязательно нужно руководствоваться следующими правилами:

1. Никогда не размещайте сетевые, телефонные, антенные и другие слаботочные кабели в одной штробе, параллельно с силовыми линиями на 220 Вольт! Это недопустимо! Если уж так получилось, что другой возможности нет, слаботочные кабели могут пересекаться с силовыми под прямым углом. Но и такой ситуации лучше избегать. Расстояние между кабелем проводки электроснабжения и слаботочной витой парой должно быть как минимум в 20 сантиметров, это норма, которой следует обязательно придерживаться;
2. Под штукатурку и стяжку интернет-кабель рекомендуется укладывать в гофро-трубу, чтобы обеспечить изоляцию и избежать сильного изгиба, напряжения;
3. Максимальная длина интернет-кабеля от одной точки до другой — 80 метров. Учитывайте этот момент, выбирая место для домашнего компьютера;
4. Необходимо избегать заламывания кабеля и его чрезмерного перегиба. Если вам нужно повернуть витую пару, завести её в комнату из коридора, радиус изгиба должен быть минимум в 8-мь внешних диаметров кабеля;
5. Точки фиксации кабеля в штробах должны находиться на расстоянии порядка 50 сантиметров;
6. Фиксируется кабель хомутами, скобами, другим накидными фиксаторами;
7. Обжим сетевого кабеля всегда проводится только специальными инструментами.

Всегда приобретайте интернет-кабель, витую пару соответствующего качества, стандарта UTR5. Не знаете, что выбрать — проконсультируйтесь у специалистов, представителей своего провайдера.

Когда интернет-кабель уже проложен, его нужно присоединить к сетевой розетке или разъёмам. Обязательно оставьте небольшой запас длины кабеля, чтобы спокойно присоединить его. Установочные коробки будут такими же, как и для обычных розеток и выключателей, о которых портал Rmnt.ru подробно писал. Здесь уже допускается расположение интернет-розетки рядом с силовой, их даже объединяют в одну группу установочных коробок с общей рамкой.

В целом, прокладка интернет-кабеля не сложнее обычной разводки электричества по квартире. А если сами справиться вы не можете, обращайтесь к специалистам.

Способы определения качества кабеля витая пара

Чтобы определить, какой кабель витая пара лучше для интернета, специалисты советуют обращать внимание на наименование торговой марки. Из европейских производителей стоит отметить Reichle De-Massari (Швейцария), неплохой кабель у компании Mollex (США). Остальные бренды, встречающиеся в России – в основном родом из Китая (или Тайваня), хотя маркировка может быть иной, если того пожелает заказчик.

Второй критерий, на который обращаем внимание – материал изготовления жил. Медь – стандарт для витой пары, но в последнее время часто можно встретить биметаллические жилы, которые по качеству уступают медным. Они представляют собой стальной (CCS) или алюминиевый (CCA) провод, покрытый методом плакирования тонким слоем меди.

Состав кабеля витая пара

Такие изделия более доступны по стоимости, но обладают рядом недостатков, не характерных для чисто медных жил:

• такие жилы недостаточно надёжно фиксируются в разъёмах, образуя так называемый «плавающий» контакт;
• существует ограничение по длине участков биметаллической витой пары (до 25 метров при 100 метрах для классического медного кабеля);
• во время заделки витой пары в разъём возможны значительные колебания волнового сопротивления, что сказывается на стабильности передачи сигнала конечному устройству;
• при повреждении или возникновении необходимости перекладки кабеля рассчитывать на сохранение прежних характеристик не приходится;
• у кабелей со стальным сердечником максимальная скорость передачи информации будет лежать в пределах 10 Мб/сек, для жил с алюминиевым сердечником – до 100 Мб/сек.

Убедиться в том, что перед вами омеднённая жила, довольно просто. Достаточно ножом попытать соскоблить верхний слой. Если под медью покажется серебристый металл – можете не сомневаться, что это витая пара из биметаллических жил. Кстати, омеднённый кабель запаять обычным паяльником не получится. Тем не менее, большинство провайдеров интернет-услуг при прокладке кабеля от щитка до конечного пользователя использует именно этот, более дешёвый тип изделий.

Наконец, о качестве витой пары можно судить по такой характеристике, как толщина жил. Чем больше диаметр, тем качественнее кабель, у известных производителей он составляет от 0.51 мм. Толщина жилы в промежутке 0.4–0.5 мм говорит о некачественной продукции.

Чаще всего более тонкие жилы можно наблюдать на паре коричневого и синего цветов, поскольку для 100-мегабитных сетей они не используются.

И последний критерий проверки качества – наличие сертификата. Крупные производители сертифицируют свою продукцию, мелкие – нет, поскольку это накладно.

Типы проводников

Провод изготавливают из разных материалов с различной толщиной. И от их качества и сечения сильно зависит цена.

Материал

Каноничным металлом для провода считается медь. Но она довольно дорога сама по себе, и не всегда нужна для применения. Поэтому в данный момент можно увидеть три основных материала:

• Алюминий. Провод, сделанный из алюминия, значительно легче и дешевле медного. Это все его преимущества, дальше идут только недостатки. Электропроводность алюминия ниже, чем у меди, в 1,7 раз. На небольших участках это не заметно, но на длинных участках, граничащих с максимально допустимыми длинами, это может стать серьёзной проблемой. С алюминиевых проводов со временем могут сползать коннекторы. Материал сильно подвержен коррозии и его применение недопустимо в сырых помещениях или на улице, поскольку из-за повреждения коррозией электропроводность жилы значительно ухудшается. Провод из алюминия не такой гибкий, как медный, поэтому его несколько сложнее монтировать и проще повредить. Идеальное место применения кабеля с алюминиевыми жилами — это сухое помещение, например, квартира или офис, где длины кабеля не превышают половины, разрешённой используемым стандартом. Таким кабелем не получится запитать устройства по технологии PoE (Power over Ethernet). Эта технология позволяет передавать на устройство сигнал и электропитание через данный провод;
• Омеднённый алюминий. Представляет собой алюминиевый кабель с нанесённым на его поверхность медным слоем. Этот кабель тоже значительно легче медного, но уже не так дёшев. Разница с медным кабелем составляет около 15%. Преимущество над кабелем из чистого алюминия заключается в улучшенной электропроводности и защите от коррозии. Но даже несмотря на то, что проводимость уже значительно лучше, чем у алюминиевого, технология PoE плохо работает на таком кабеле;
• Медь. Провод, изготовленный из меди, тяжелее и дороже всех остальных. Но именно она позволяет выжать из использованной технологии всё, что задумано. И именно при медном исполнении пропускная способность витой пары будет максимальна. Сеть, построенная из медного кабеля будет самой качественной и долговечной.

Исполнение проводников

Проводники могут быть одножильными и многожильными.

• Одножильный (Solid). Представляет из себя цельную жилу из одного проводника. Подходит для передачи сигнала на длительные расстояния. Подходит для обжима ручным инструментом;
• Многожильный (Stranded), состоит из нескольких проводников скрученных по спирали. Более гибкий и хорошо подходит для изготовления патч-кордов. Не очень подходит для обжима ручным инструментом.

Сечение

Чем толще сечение жилы витой пары, тем больше можно пропустить по нему информации, и тем выше дальность передачи. Деление на категории уже само подразумевает то, что для выбранной категории кабеля будет выдержано требуемое сечение провода. Для маркировки сечения проводника придумана маркировка – AWG. На русский язык эта аббревиатура переводится как – Американский калибр проводов. Если говорить упрощённо, то для каждого значения AWG есть свой диаметр жилы и площадь её поперечного сечения. Для одножильного и многожильного кабеля эти значения будут разными.

Для категории Cat.5e стандарт – 24AWG. Это означает что для его полноценной работы диаметр каждого провода должен составлять 0,511 мм, что означает площадь поперечного сечения 0,205 кв. мм.

Рейтинг производителей витой пары

Разобраться и запомнить всё разнообразие стандартов и характеристик витой пары довольно сложно, особенно для неподготовленного пользователя. Поэтому вопрос, как и какую витую пару выбрать для дома, многими решается на основании мнений о производителе. Мы составили небольшой рейтинг, который поможет определить качество и его соответствие стоимости кабеля для интернета в зависимости от бренда.

Витая пара премиального уровня

Лучший кабель «витая пара» самый дорогой, стоимость 1 метра находится в пределах 20–25 рублей. Но за эти деньги вы получаете кабель самого высокого качества, который может прослужить десятилетиями. Продукция премиального уровня характерна для брендов Hyperline, SkyNet, Nikolan.

Как правило, для квартирного интернета такая продукция не используется – его прокладывают в правительственные учреждения, банки, другие компании с высокими требованиями к качеству сети.

Кабель среднего уровня

Если сравнивать с топовым уровнем, то витая пара категории 5 стоит намного дешевле, порядка 15 рублей/метр, и характеризуется вполне достойным качеством и скоростью. В России самым популярным производителем кабельной продукции такого качества считается бренд NetLan. Сфера применения витой пары среднего ценового сегмента – крупные предприятия, офисы, но её можно увидеть и в частном секторе.

Бюджетная витая пара

При выборе кабеля UTP для домашней сети большинство пользователей ориентируется на стоимость. В этом нет ничего предосудительного – продукция таких китайских брендов, как CabLAN или Ripo, стоит порядка 5 рублей/метр. Это в подавляющем большинстве случаев кабель с омеднёнными жилами соответствующего качества, вполне пригодного для построения малобюджетных сетей.

Продукция с медными жилами из Поднебесной предлагается по цене порядка 10 рублей/метр, и это наиболее подходящий вариант для прокладки интернета в жилые дома.

Медь или кабель, частично омедненный?

Какой нужен кабель для интернета, как отмечалось выше, будет зависеть от того, насколько большая сеть. На приличных по размеру расстояниях разница между вариантом с медными жилами и полностью медным несущественна. Однако в тех случаях, когда кабель CCA используется в сетях с расстояниями более пятидесяти метров, возникают проблемы в работе некоторого сетевого оборудования. На расстояние в сотни метров такой провод не сможет передать информацию. Почему это происходит? Все дело в проводимости. Ведь сопротивление алюминия гораздо больше сопротивления меди. Поэтому на выходе мощность тока получается меньше, чем требуется оборудованию. Поэтому два устройства, связываемые этим кабелем, попросту не замечают друг друга. Вывод: если средства позволяют, стоит выбрать медь. Такой кабель для интернета не создаст проблем в монтаже и качественно передаст сигнал.