Категории кабеля витых пар в компьютерных сетях. Что такое витая пара

Для создания сетей связи, компьютерных и коммуникационных, используются кабели, изготовленные по специальной технологии. Жилы их попарно скручены между собой. Такие изделия называют «витой парой». Различают два основных типа кабелей такой конструкции: ftp и utp.

UTP (сверху) и экранированный FTP (снизу)

Особенности витой пары

Главной проблемой при защите линий связи является их защита от помех. Амплитуды сигналов в линии намного меньше, чем у окружающего его электрооборудования: в силовых кабельных линиях, электрических двигателях, бытовой технике, воздушных линиях электропередач. Принимая во внимание степень развития электрификации, нетрудно представить количество электромагнитных наводок, воздействующих на кабели связи на всем пути их следования.

Кроме того, жилы внутри самого кабеля воздействуют друг на друга, создавая взаимные помехи. Когда линии связи выполнялись по той же технологии, что и электрические (в виде воздушных линий с проводами на изоляторах), наводки от соседних проводников и высоковольтных линий электропередач минимизировали, регулярно изменяя расположение проводников линий относительно друг друга. Эту техническую хитрость называют транспозицией.

Транспозиция на примере линии электропередач

Витая пара в современном кабеле является той же самой транспозицией, но выполненной с высокой плотностью. Жилы скручиваются между собой попарно. Этим достигается минимальное влияние отдельных пар жил друг на друга и увеличивается защищенность от внешних помех.

Однако защитные свойства кабелей с витой парой сводятся на нет при нарушении условий их прокладки. Радиус изгиба таких изделий строго ограничен и обычно не должен быть меньше восьми диаметров. Если это не учесть, то внутри кабеля происходят геометрические изменения, иногда не поправимые, ухудшающие его помехозащищенность.

Радиус изгиба витой пары, должен быть не меньше 8 диаметров кабеля

Экранирование кабелей связи

Однако не всегда скручивание жил помогает полностью устранить влияние помех на полезный сигнал. В этом случае помогает внедрение в конструкцию экранирующих оболочек. Экранированию могут быть подвергнуты как отдельные пары жил, так и все жилы внутри кабеля. Эти методы применяются как по отдельности, так и совместно, в этом случае экранируется каждая пара жил и, дополнительно – все жилы вместе.

Однако этот способ защиты эффективен лишь в том случае, если заземлены корпуса оборудования, связанные кабелем. Иначе оболочки экранов сами становятся источником помех, накапливая их на всем пути линии.

В зависимости от наличия, отсутствия и количества экранов в марку кабеля добавляется буква, означающая:

U – экран отсутствует;
S – общий экран в виде металлической оплетки;
F – экран из медной или алюминиевой фольги или металлизированной ленты вокруг жил каждой пары или всех в целом.

Полное обозначение марки состоит из записанных через дробь вышеуказанных букв. В числителе обозначается защита отдельных жил, в знаменателе – кабеля целиком. Далее добавляются буквы «ТР», обозначающие «twisted pair», в переводе — витая пара.

Например, обозначение U/FTP обозначает, что кабель не имеет защитного экрана отдельных пар жил, но содержит общую экранирующую оболочку. Встречаются и комбинации их двух букв, например «SF» — металлическая оплетка и фольга используются совместно.

Нужно учитывать, что при использовании фольги для экранирования наружная ее поверхность покрыта слоем диэлектрика. Поэтому при подключении экрана нужно использовать только его внутреннюю поверхность для контактного соединения.

Если экран изготовлен из фольги, то параллельно ей идет металлическая проволока небольшого сечения. Она необходима для лучшего контакта при подключении к заземляющим устройствам. Еще она ликвидирует возможные обрывы фольгированного экрана, возникающие в местах перегибов, как бы шунтируя места разрывов.

Какой кабель лучше: с экраном или без?

Какой же при прокладке сетей связи лучше использовать кабель, utp или ftp? Казалось бы, что применение экранированных кабелей решает все проблемы с помехозащищенностью, а неэкранированный справляется с задачей лишь частично.

Не тут-то было. Вспомним о способности экрана накапливать помехи при отсутствии заземления. Если оборудование, к которому он подключен, не имеет связи с контуром заземления (или собственного контура заземления, что является обязательным для серверов), то применение ftp приведет только к ухудшению ситуации.

К тому же ftp кабели очень чувствительны к низкочастотным помехам, уровень которых на производственных предприятиях достаточно высок из-за наличия силового электрооборудования. Как ни старайся, а прокладка кабелей связи все равно невозможна на достаточном удалении от существующих силовых трасс. А кабельная продукция, проходящая по ним, всегда излучает вокруг себя наводки. К тому же помехи излучают и электродвигатели, индукционные элементы. Не стоит забывать и про импульсные помехи, возникающие при работе коммутационных аппаратов.

Еще кабель utp, в отличие от ftp, имеет меньшую величину затухания полезного сигнала. Что сильно сказывается при большой длине линии связи.

Поэтому при принятии решения, какой кабель выбрать, неэкранированный или ftp, нужно ориентироваться на наличие у оборудования возможностей для подключения экрана, наличия или отсутствия низкочастотных помех и общей длины линии связи.

Еще при выборе кабеля нужно обратить внимание на материал его оболочки. Если он проходит по открытым участкам на улице, то она должна быть защищена от воздействия солнечных лучей. Для этого наружную оболочку выполняют из полиэтилена, обычно она черного цвета. Но полиэтиленовая оболочка, защищающая кабель от солнечных лучей, колебаний температур и атмосферных осадков, поддерживает горение. Поэтому внутри помещений их нельзя прокладывать открыто.

Для использования внутри зданий оболочка не должна поддерживать горение и не выделять при этом галогены (фтор, хлор, бром или йод). Они являются не только сильными окислителями, но и ядовиты для человека. Не поддерживающие горение оболочки обозначаются добавлением к маркировке кабеля букв LS (low smoke) для импортной или «нг» для российской продукции. Не выделяющие галогенов дополнительно маркируются HF (halogen free).

Для организации большинства сетей передачи данных, компьютерных или телефонных, используются кабели. Называются такие сети проводными. В последние годы они чаще всего прокладываются с использованием специального вида кабеля, который называется «витая пара». Название отражает тип расположения проводников относительно друг друга. Витая пара - это два изолированных проводника, скрученных между собой с определенным шагом скрутки. Как правило, эти два провода имеют еще один слой изоляции.

Существуют кабели, имеющие две, четыре, восемь пар проводников под одной оболочкой. И все равно такой кабель называют «витая пара», хотя самих пар там несколько. В зависимости от вида защиты бывают неэкранированные и Экранирование уменьшает влияния внешних и внутренних наводок, повышает надежность соединения, уменьшает количество ошибок. Для обеспечения целостности при излишних изгибах и разрывах экран по всей длине кабеля соединен специальным неизолированным дренажным проводом. Экранированная витая пара обеспечивает большую скорость передачи, частично устраняет влияние и наводки от других объектов.

Экраны могут иметь вид сетки, оплетки, сплошного фольгированного покрытия. Бывают кабели с двойной защитой, при этом поверх сетчатой оплетки намотана фольга. Согласно международной практике, данный вид проводника имеет следующее обозначение: неэкранированная витая пара - UTP, экранированная - STP. Если кабель имеет общий защитный экран, но отдельные пары не экранированы, то такой провод также относят к категории неэкранированных. Оконечное оборудование использует разные типы кабелей. Какой из них нужен вам, смотрите в паспорте или описании.

В зависимости от структуры используемых проводников витая пара может быть одножильной или многожильной. состоит из одного провода большого диаметра, многожильный представляет собой пучок тонких проводов. Область их применения различна. Одножильные имеют большую жесткость, плохо гнутся, при неоднократных изгибах могут поломаться. Их

используют для прокладки в стенах, трубах и коробах с последующим заведением в розетку. Многожильная витая пара имеет хорошую гибкость, но плохо переносит подсоединение к розеткам. Такой вид кабелей используют для соединения оконечных устройств с розетками.

Внешняя оболочка проводников служит для защиты их от влаги и механических повреждений. Она имеет различную толщину и изготавливается из разных материалов. Согласно европейским стандартам для внешней прокладки подходят только те кабели, которые не выделяют дым и не горят.

Для облегчения работ используют разные цвета для проводников различного назначения. Например, черный цвет внешней оболочки бывает у кабеля для внешней прокладки, оранжевый означает, что материал оболочки не горит, а у внутренних проводников цвет, как правило, серый. Кабели, состоящие из витых пар, могут иметь разные формы: круглую или плоскую (для прокладки под напольным покрытием).

Виды кабеля, применяемого в сетях

В зависимости от наличия защиты - электрически заземлённой медной оплётки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:

неэкранированная витая пара (англ. UTP - Unshielded twisted pair ) - без защитного экрана;
фольгированная витая пара (англ. FTP - Foiled twisted pair ), ) - присутствует один общий внешний экран в виде фольги;
экранированная витая пара (англ. STP - Shielded twisted pair ) - присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки;
фольгированная экранированная витая пара (англ. S/FTP - Screened Foiled twisted pair ) - внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке;
незащищенная экранированная витая пара (SF/UTP - или с англ. Screened Foiled Unshielded twisted pair ).Отличие от других типов витых пар заключается в наличии двойного внешнего экрана, сделанного из медной оплётки, а также фольги.

Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних и т. д. Экран по всей длине соединён с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.

В зависимости от структуры проводников - кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы и называется жила-монолит, а во втором - из нескольких и называется жила-пучок.

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 терминированием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для «врезания» в разъёмы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше.

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 бо́льшим затуханием сигнала. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (англ. patchcord ), соединяющих периферию с розетками.

Конструкция витопарного кабеля

Витопарный кабель состоит из нескольких витых пар. Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4-0,6 мм. Кроме метрической , применяется американская система AWG , в которой эти величины составляют 22-26AWG. В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG). Толщина изоляции проводника - около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории - полипропилен (PP), полиэтилен (PE). Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона , обеспечивающего широкий рабочий диапазон температур

Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычно капрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки - при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Также разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию.

Внешняя оболочка 4-парных кабелей имеет толщину 0,5-0,9 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 (так называемых пленум-областях).

В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при монтаже, так и обслуживании. Самый распространённый цвет оболочки кабелей - серый. У внешних кабелей внешняя оболочка чёрного цвета. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки.

Отдельно нужно отметить маркировку. Кроме данных о производителе и типе кабеля, она обязательно включает в себя метровые или футовые метки.

Форма внешней оболочки кабеля витая пара может быть различной. Чаще других применяется круглая форма. Для прокладки под ковровым покрытием может использоваться плоский кабель.

Кабели для наружной прокладки обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена, которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной, поливинилхлоридной. Кроме этого, возможно заполнение пустот в кабеле водоотталкивающим гелем и бронирование с помощью гофрированной ленты или стальной проволоки.

Категории кабеля

Телефонная катушка с кабелем образца 1933 года

Существует несколько категорий кабеля витая пара, которые нумеруются от CAT1 до CAT7 (правильно category или категория, сокращение «CAT», «Cat» следует писать с точкой - «Cat.», потому как категория и кошка - разные вещи) 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 (переводы одного из руководств производителя).

CAT1 (полоса частот 0,1 МГц) - телефонный кабель, всего одна пара (в России применяется кабель и вообще без скруток - «лапша » - у неё характеристики не хуже, но больше влияние помех). В США использовался ранее, только в «скрученном» виде. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема .

CAT2 (полоса частот 1 МГц) - старый тип кабеля, 2 пары проводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с , использовался в сетях Token ring и Arcnet . Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.

CAT4 (полоса частот 20 МГц) - кабель состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас не используется.

CAT5 (полоса частот 100 МГц) - 4-парный кабель, использовался при построении локальных сетей 100BASE-TX и для прокладки телефонных линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар.

CAT5e (полоса частот 125 МГц) - 4-парный кабель, усовершенствованная категория 5. Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Преимущества данного кабеля в более низкой себестоимости и меньшей толщине.

CAT6 (полоса частот 250 МГц) - применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 1000 Мбит/с и до 10 гигабит на расстояние до 50 м. Добавлен в стандарт в июне 2002 года .

CAT6a (полоса частот 500 МГц) - применяется в сетях Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с и планируется использовать его для приложений, работающих на скорости до 40 Гбит/с. Добавлен в стандарт в феврале 2008 года .

CAT7 (полоса частот 600-700 МГц) - спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully Shielded Twisted Pair).

CAT7a (полоса частот 1200 МГц) - разработана для передачи данных на скоростях до 40 Гбит/с.

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 EIA/TIA-568A

Вариант по стандарту EIA/TIA-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.

- (англ.)

Перекрёстный кабель (crossover cable)

Используется для соединения однотипного оборудования (например, компьютер-компьютер). Однако некоторые сетевые карты способны автоматически определить метод обжима кабеля и подстроиться под него.
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 Мб/с), то с одной стороны кабеля применяется схема EIA/TIA-568B, с другой EIA/TIA-568А

- Ethernet Cable - Color Coding Diagram (англ.)

Вариант для скорости 1000 Мбит/с

Для соединений на скоростях до 1000Мб/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

- Crossover Patchkabel Gigabit (1000 BaseT) (нем.)

Общие положения

Витая пара — это тип кабеля связи, который представлен в виде пары проводников, покрытых изоляцией и скрученных между собой с определённым шагом. Сдвоенные проводники объединяются в многопарные провода, которые покрываются общей защитной оболочкой.

В зависимости от шага скрутки пар, количества двойных жил, материала внешнего покрытия, типа изоляции и экранирования, определяется область использования провода. Подобные провода являются частью структурированной кабельной системы, поэтому широко применяются в телекоммуникациях, видеонаблюдении, компьютерных сетях.

Для построения локальной домашней или офисной сети чаще всего эксплуатируют FTP кабель 5e. Если вы решили в квартире создать свою локальную компьютерную сеть или по другим причинам понадобилась витая пара, то стоит разобраться, какой именно тип нужно приобрести.

Витая пара по типу экранирования

Экранирование — это защита проводников (или жил) от воздействия электромагнитных излучений, которые могут повлиять на передаваемые данные и скорость.

Существует несколько типов кабеля, в зависимости от того, каким способом экранируются жилы внутри.

Неэкранированный провод UTP

Наиболее дешёвый вид, ограниченный в своём использовании из-за неустойчивости к перекрёстным помехам и ЭМИ. Представляет собой одну или несколько пар, объединённых внешней оболочкой.

Экранированный кабель FTP

Более защищённый от ЭМИ тем, что имеет общий экран, который покрывает все жилы фольгой. Является самым популярным типом кабелей, который используется практически везде. Он немногим дороже UTP, зато обеспечивает целостность передаваемых данных.

Кабель с двойным экранированием STP

В этом типе используется двойная защита, то есть присутствует общий экран для всех жил из фольги, плюс отдельный экран на каждую пару. Один из наиболее надёжных кабелей, в несколько раз дороже UTP и FTP, чаще всего используется в офисах и на производстве.

Во многих организациях применяется смешная маркировка экранирования кабелей. Если вам придётся подыскивать витую пару через интернет и в маркетах, то можно столкнуться со следующими обозначениями:

F/UTP — витая пара с общим экраном;
U/UTP — полностью без экрана;
SF/UTP — пара с двойным экраном;
S/FTP — в нём общий экран представлен в виде медной оплётки, а защита каждой пары сделана из фольги.

Как уже было отмечено, наиболее распространённым вариантом использования является кабель FTP, цена на него зависит от производителя, используемого экранирующего материала и качества внешней защитной оболочки.

Витая пара по типу используемой оболочки

Пары жил, скрученных между собой, соединяются в единый кабель с помощью внешней защитной оболочки. Обычно она изготавливается из полиэтилена или поливинилхлорида. Этот полимер обладает отличными качествами устойчивости перед большинством растворителей, щелочей и масел, не выделяет ядовитые пары на воздухе и не разрушается в температурном диапазоне от -15 до +66 градусов Цельсия.

В чистом виде он обладает отличной тягучестью, поэтому, чтобы кабель можно было при необходимости легко перекусить или разорвать вдоль, в поливинилхлорид добавляется мел. В паре они получаются отличным материалом для изготовления защитной оболочки.

К двум основным компонентам могут примешиваться различные добавки, которые обеспечивают нужные свойства внешней части на кабель FTP. Исходя из них и построено разделение оболочки на типы, которые различают по цветам.

Малодымная негорючая оболочка

Оранжевый — изготавливается из негорючего полимера, имеет высший бал пожарной техники безопасности. Маркируется LSZH (расшифровывается, как Low Smoke Zero Halogen — низкое выделение дыма, ноль галогенов).

Для использования вне помещения

Чёрный — в её составе тот же полимер, но она имеет дополнительный защитный слой из полиэтилена, который призван защищать кабель от внешних атмосферных воздействий, обычно провода с такой оболочкой используются для прокладки на улице, в канализации или по воздуху.

Для монтажа внутри помещения

Серый — обычная бюджетная оболочка, используется для кабеля, прокладываемого внутри помещений. Достаточно хрупкая на излом и разрыв, что позволяет быстро переламывать в нужном месте.

На оболочке всегда присутствует маркировка, обозначающая тип экранирования, производителя и категорию. Информация наносится на кабель FTP каждый метр, у зарубежных может быть фут. С её помощью можно легко отмерить нужную длину или узнать протяжённость проложенных линий простым подсчётом.

Как правило, кабели бывают плоские и круглые, в быту и в офисных помещениях используется круглый (не считая телефонной лапши, которую можно встретить все реже). Для его монтажа предусмотрены короба или кабель-каналы в плинтусах, а также существуют полукруглые крепления, которые позволяют прибить кабель к стене, не повредив.

Категории кабелей по количеству пар и пропускной способности

Как было уже сказано, внутри кабеля может быть одна витая пара или несколько. В зависимости от их количества и пропускной способности, кабель FTP имеет разные категории.

Устаревшие категории витой пары

Cat1 — рабочая частота 100 килогерц, применяется для передачи голосового сигнала, в народе называется «телефонная лапша».

Cat2 — используемая частота 1 мегагерц, имеет возможность передачи данных до 4 Mbit/s, содержит 2 пары проводников, сейчас нигде не применяется.

Cat3 — работает на частоте 16 мегагерц, максимальная скорость передачи до 10 Mbit/s, содержит 4 пары, может быть использован в телефонных и компьютерных сетях с протяжённостью не больше 100 м.

Cat4 — используемая полоса частот до 20 мегагерц, скорость передачи до 16 Mbit/s, содержит 4 пары и на этот момент нигде не применяется.

Широко используемые категории витой пары

Cat5e — наиболее популярный кабель FTP, содержащий 4 пары проводников. Работает на частоте до 125 мегагерц, при использовании 2 пар обеспечивает скорость передачи до 100 Mbit/s, при использовании всех пар до 1 Gbit/s в секунду.

Cat6 — рабочая частота до 250 мегагерц, имеет 4 пары жил и при использовании всех обеспечивает скорость до 1 Gbit/s в секунду, на расстоянии до 50 метров пропускает до 10 Gbit/s.

Редко используемые перспективные категории

Cat6a — имеет рабочую частоту до 500 мегагерц и 4 пары жил, обеспечивает скорость передачи до 40 Gbit/s . Используется для построения высокоскоростных линий.

Cat7 — четырехпарный кабель, с рабочей частотой до 700 мегагерц, имеет скорость передачи до 50 Gbit/s .

Cat7a — 4 пары, частота до 1200 мегагерц, может обеспечить скорость до 100 Gbit/s при длине не больше 15 метров, а так до 10 Gbit/s при использовании всех пар.

Как правильно выбрать витую пару для домашнего использования

Наиболее распространённый кабель — витая пара FTP категории 5e. С помощью него прокладывают локальные сети в офисах и дома, его используют для подключения компьютеров к роутеру или хабу. И, скорее всего, кабель, который проложен к вам в квартиру будет этой же категории.

Некоторые провайдеры экономят на витой паре и протягивают своим клиентам бюджетные варианты без экранирования вообще. Неэкранированную витую пару можно прокладывать внутри квартиры, если есть возможность проложить сеть вдали от проводки и запрятать его в кабель-канал.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод. Для того чтобы правильно выбрать витую пару, надо определиться с:

Необходимой скоростью передачи данных.

Большая часть провайдеров не предлагает тарифы со скоростью выше 100 Mbit/s . Однако, если ваше оборудование позволяет, то можно выстроить локальную сеть со скорость до 1 Gbit/s в секунду.

Надобностью экранирования кабеля.

Прокладывая провод в плинтусе, вдали от электрической проводки, сабвуферов и прочих приборов, излучающих ЭМИ, можете обойтись UTP для экономии средств. Все же рекомендуется использовать кабель FTP или минимум F/UTP.

Местом прокладки монтажа, где она проходит, на улице или в помещении.

Если по улице, то придётся покупать защищённый кабель, который стоит на порядок дороже. Для прокладки в офисе, квартире или частном доме, достаточно использовать обычный серый кабель. Перед монтажом в офисном помещении уточните требования пожарной безопасности.

Изучив, что такое витая пара, и каких видов она бывает, вы легко сможете выбрать тот кабель, который подойдет именно для ваших условий. Не забывайте, что правильный выбор кабеля FTP - это только половина победы, необходимо узнать еще, как правильно обжать и сколько жил использовать.

Для этих целей вы также можете пригласить специалиста, который придет с необходимым оборудованием, обожмет кабель и настроит все компьютеры. Или же можно проверить, как сделана опресовка на проводе, который провел в квартиру провайдер, и сделать аналогичным образом.

24.01.2008 Кэрол Эверетт Оливер

На Категорию 5e до сих пор приходится большинство инсталляций горизонтальной кабельной проводки. Но согласно недавнему исследованию FTM Consulting, Категория 6 все чаще применяется в новых проектах и, как ожидается, в наступившем году обгонит Категорию 5e. Позиции последней значительно ослабнут, и она будет использоваться лишь в уже эксплуатируемых и малобюджетных инсталляциях. И все-таки вопросы относительно целей установки Категории 6 задаются снова и снова.

Современные информационные и голосовые приложения, такие как Gigabit Ethernet до рабочего стола, рассчитаны на Категорию 5е. Это решение обладает необходимыми характеристиками в соответствие со спецификацией TIA 568-B. Однако Категория 6 обеспечивает лучшую целостность сигнала в более широкой полосе, что для кабельной системы может иметь критическое значение для поддержки более требовательных приложений в будущем. Категория 5е определена в полосе частот до 100 МГц, тогда как Категория 6 - в полосе 250 МГц. Кроме того, значительные улучшения в конструкции и процессе производства Категории 6 предлогает дополнительные преимущества помимо большей широкополосности. Принимая во внимание постоянно растущую потребность в пропускной способности, которая, согласно закону Мура, удваивается каждые полтора года, необходимость в скорости и емкости может привести к устареванию кабельной системы, если предъявляемые к ней требования изменятся.

В Категории 6 используются проводники большего диаметра и меньший шаг скрутки для улучшения базовых электрических характеристик, например, переходного затухания (см. Рисунок 1). В некоторых кабелях Категории 6 устанавливаются разделители для еще большего разнесения пар. Уменьшение затухания и увеличение размера проводника делает кабель Категории 6 значительно надежнее в эксплуатации, что необходимо для приложений, нуждающихся в большей пропускной способности, и обеспечивает устойчивую работу сети при резких колебаниях температуры. Кроме того, некоторые кабели Категории 6 благодаря своей конструкции и изготовлению обладают исключительным балансом. Это позволят добиться невосприимчивости к шумам, как внутренним, так и внешним по отношению к кабелю.

Давайте детально разберемся с тем, как физические различия влияют на функционирование сети. Лаборатория на базе Центра компетенции Nexans в области передачи данных (Nexans Data Communications Competence Center, DCCC) провела несколько сравнительных тестов, целью которых было определение параметров целостности сигналов для кабельных систем Категории 5e и Категории 6 различных производителей. Решить, насколько это существенно, вы сможете сами при выборе кабельной системы.

СОКРАЩЕНИЕ ЧИСЛА ОШИБОК

Как было установленно в одном из предыдущих исследований, Категория 6 менее подвержена ошибкам, чем Категория 5е, причем испытание проводилось сразу для нескольких трансиверов с различными характеристиками. В тестах в лаборатории DCCC сравнивалось число ошибок (несовпадение контрольных сумм - Cyclic Redundancy Check, CRC) для Категории 5е и 6 при использовании трансивера Gigabit Ethernet. Многие ошибочно полагают, что все трансиверы одинаковы. Однако в действительности трансиверы даже одного производителя различаются. Для эксперимента было выбрано три устройства. Пакеты Gigabit Ethernet передавались по полному тракту протяженностью 100 м с тремя соединителями вначале по Категории 5е, затем по Категории 6.

Результаты тестов свидетельствуют о 13-кратном сокращении ошибок CRC при использовании Категории 6. Смена кабельной системы на Категорию 6 улучшает отношение сигнал/шум всей транспортной системы, поэтому трансиверы могут принимать пакеты Ethernet более согласованно и без ошибок. Таким образом, лучшие характеристики проводки Катего-рии 6 выражаются в большей надежности сети. Этот дополнительный запас позволяет устанавливать сетевые компоненты, применение которых в иной ситуации обернулось бы длительным простоем и дополнительными затратами.

Структурированные кабельные системы часто устанавливаются в областях с высокой температурой, таких как надпотолочное пространство, где зачастую разница температур в течение дня достигает 25°C. Эти флуктуации сказываются на характеристиках кабеля. DCCC провела серию тестов, в которых сигналы 1000BaseT передавались на расстояние 90 м по кабельным системам Категории 5е, 6 и расширенной Категории 6. На различных этапах тестирования температура повышалась с помощью регулируемого нагревателя с 20 до 70°C с шагом 10°C.

Оказалось, что при высоких температурах частота ошибок при использовании проводки Категории 5е оказывается существенно выше по сравнению с Категорией 6 (см. Рисунок 2). В случае кабельной системы расширенной Категории 6 ошибки встречались еще реже.

Помимо нагрева от внешних источников тепла кабели подвергаются воздействию приложений таких, как питание по Ethernet (Power over Ethernet, PoE). В целях поддержки подачи питания по структурированной кабельной системе в отраслевых стандартах были сформулированы требования к электрическим и физическим характеристикам приложений PoE. В принятом IEEE в 2003 г. стандарте 802.3af определяется методология предоставления питания по симметричной проводке подключенным конечным устройствам. Мощность напряжения ограничивается физическими характеристиками и нормативными требованиями. Стандартами 802.3af предусматривается совместимость с имеющимся оборудованием, поэтому рекомендации рассчитаны на предоставление питания по Категории 5е, так как в большинстве сетей используются технологии 10BaseT или 100BaseTX.

Приложениям, нуждающимся в подаче питания и передаче данных по одному и тому же кабелю с витыми парами, такие как телефоны VoIP или камеры наблюдения, в конечном итоге потребуется большая мощность. Вскоре ожидается утверждение спецификации IEEE 802.3, известной как PoE Plus, которая разрабатывается уже в течение двух лет. В результате разрешенная для передачи по витой паре мощность увеличится с 13 до 60 Вт. Как видно из результатов тестов (см. выше), характеристики кабеля ухудшаются с ростом температуры вследствие более высоких вносимых потерь (Insertion Loss). Это может негативно сказаться на допустимой максимальной длине стационарной линии или тракта передачи. Установка кабелей с лучшими характеристиками, например Катего-рии 6, соответствует общим тенденциям отрасли. В них используются проводники большего диаметра, что позволяет минимизировать вносимые потери при одновременном увеличении текущей передаточной способности.

УСТОЙЧИВОСТЬ К ШУМАМ

Повышенная чувствительность к внешним шумам становится критичной при увеличении скорости передачи данных, когда нужны более высокие скорости сигнализации и сложное кодирование. Внешние источники шумов - силовые линии, блоки кондиционирования, лифты, электрическое оборудование и помехи со стороны соседних кабелей - вызывают всплески напряжения, так называемый электрический быстрый переходный режим (Electrical Fast Transient, EFT). Они могут радикально повлиять на функционирование медных кабелей и привести к появлению ошибок. Между балансом и невосприимчивостью к шумам существует прямая связь. Сбалансированный кабель Категории 6 на 50% более устойчив к шумам, чем Категория 5е.

В тестах DCCC кабель Категории 5е, 6 и расширенной Категории 6 подвергался EFT различного уровня в то время, когда по нему передавались пакеты Gigabit Ethernet. Соотношение между ошибками и импульсными помехами было рассчитано и отображено графически. Между сбалансированными и несбалансированными кабелями, как и между Категорией 5е и Категорией 6, наблюдаются значительные различия в производительности (см. Рисунок 3).

ОБОСНОВАНИЕ ИНВЕСТИЦИЙ

Один из основных доводов в пользу выбора Категории 5е состоит в экономии затрат. Больший диаметр проводников, меньший шаг скрутки и сложный процесс производства обуславливают высокую стоимость кабелей Категори 6. Но все относительно.

Да, с точки зрения материалов Категория 6 на 30-50% дороже. Но в действительности, если принять во внимание общую стоимость информационной системы, это расхождение оказывается пренебрежимо малым. В проектах построения вычислительной системы все затраты обычно делятся на следующие четыре категории:

Программное обеспечение (51%);

Оборудование (22%);

Сетевая инфраструктура (20%);

Обучение и документирование (7%).

При этом следует учитывать, что 20% инвестиций в сетевую инфраструктуру распределяются между пассивными и активными компонентами, а также затратами на проектирование и управление проектом. Из этой суммы на проводку приходится менее половины, а от оставшейся части на кабели - только 35%. Таким образом, кабели для локальных систем составляют менее 3% в общем бюджете проекта. Стоимость перехода с Категории 6 на Категорию 5е оказывается менее 1% от общих затрат.

Исследования показывают, что в течение жизненного цикла телекоммуникационной проводки успевает смениться по крайней мере два поколения сетевого оборудования. Вывод очевиден: проектировщикам и инсталляторам кабельных систем следует делать выбор в пользу более совершенной проводки. Если вы хотите, чтобы кабельная система поддерживала имеющиеся и будущие приложения, то, учитывая преимущества Категории 6, инвестиции в нее представляются необходимым минимумом. Если же шум, колебания температуры, растущие скорости не имеют для вас значения, то Категории 5е вполне достаточно. Выбор за вами.

Кэрол Эверетт Оливер - менеджер BerkTek, американского подразделения Nexans, RCDD.