Виды кабеля, применяемых в сетях.

* Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних, и т. д. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля. В локальных сетях, работающих на скоростях 100 или 1000 Мбит/с, применяются в основном неэкранированные кабели. Однако стоит отметить, что для высокоскоростных сетей 10 Гбит/с, 40 Гбит/с, 100 Гбит/с стандарты определяют использование только экранированных кабелей.

Основное различие - это наличие и вид экрана. Экран в витой паре служит для защиты сигнала от внешних помех. Например, когда не возможно проложить витую пару отдельно от силовых кабелей. Кроме этого, каждый производитель может добавлять и другие обозначения в зависимости от конструкции кабеля, например:

Таким образом, маркировка U/UTP 4 cat.5e solid 24AWG LSZH переводится так: - не экранированный кабель, содержит 4 пары по 2 жилы, 5 категории, solid – жила однопроволочная, 24 AWG – диаметр 0,51 мм, LSZH – безгалогенный кабель с низким дымовыделением.

Материал проводников.

Проводники в парах изготавливают из меди, алюминия и биметалла (омедненный алюминий). Изначально материалом проводника была исключительно медь. Однако у меди есть недостаток - это высокая стоимость, в связи с этим на рынке и появилась алюминиевая, а позже и биметаллическая витая пара, которая стоит дешевле медной. Но выгодна ли подобная экономия в долгосрочной перспективе? Чтобы получить качественную и долгосрочно работающую сеть, а тем более пройти сертификацию, возможно лишь при использовании медных проводников.

Solid care	Stranded
Подходит для передачи на большие расстояния. Используется для монтажа горизонтальной подсистемы СКС.	Гибкий и лёгкий в обращении. Используется в основном, для изготовления патч-кордов.

Сечение каждой жилы витой пары маркируется в соответствии со стандартом AWG (American Wire Gauge). Наиболее распространенными являются проводники стандарта 26 AWG (сечение 0,13 мм²), 24 AWG (0,2 – 0,28 мм²) и 22 AWG (0,33 – 0,44 мм²). Под сечением проводника понимается непосредственно сечение проводящего материала без толщины его изоляции.
Необходимо обратить внимание на то, что чем меньше AWG, тем толще проводники и тем кабель витая пара лучше по характеристикам, так как сечение больше и меньше сопротивление. То есть, кабель витая пара с проводниками калибра 22 AWG будут лучше витопарного кабеля с калибром 24 AWG. Но такой кабель будет и дороже, так как меди в нем больше.
Кабели категории 5е имеют проводники калибра 24 AWG, а более качественные кабели категории cat.6а, cat.7, cat.7а имеет калибр 23 AWG, а некоторые производители используют проводники витой пары калибра 22 AWG.

rj-45 cat.5 (24AWG)	rj-45 cat.6 (23AWG)	rj-45 cat.6a, 7 (22/23AWG)

Категории кабеля витых пар.

Конструкция витопарного кабеля.

* 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, а так же больших потерь сигнала, может быть не только некачественный кабель, но также наличие «скруток» в кабеле и использование розеток более низкой категории, чем кабель.

Служба поддержки

Вы всегда можете задать вопрос техническому специалисту, заполнив форму.

На Западе уже не каждый обыватель знает что такое "витая пара", что на первый взгляд странно, поскольку данный тип кабеля изобретён в США, причём довольно давно (первые попытки скручивать провода для уменьшения помех были ещё в XIX веке), да и IT-технологии там вроде как развиты получше. И тем не менее, это факт. У нас в любом подъезде любого многоквартирного дома можно увидеть частокол из стальных и полипропиленовых труб, внутри которых тянутся коаксиальные кабели (РК-75) и витые пары (как правило UTP) – сколько провайдеров, столько и труб, выбирай любого, и тогда от одной из этих труб к твоей квартире потянется та самая витая пара, может даже вместе с РК. А потом потянется и по самой квартире, либо до роутера, либо до компьютерной розетки, либо напрямую до компьютера.

В европейских многоквартирных домах, зачастую всё не так. Провайдер действительно тянет витую пару в дом, но по квартирам она уже не расползается, а заканчивается точкой доступа Wi-Fi. Ну а жильцы в итоге пользуются беспроводным Интернетом. Понятно, что это ещё не повсеместное явление, но тем не менее, стремительно растущее.

Ну а у нас вай-фай пока ещё в зачаточном состоянии (домашние маршрутизаторы и Макдональдсы не в счёт), и поэтому словосочетание "витая пара" знакомо почти всем. Так что же это такое, и зачем оно нужно именно в таком виде?

Для чего нужна витая пара

Цифровой же сигнал несколько более капризный, и в ответ на все эти безобразия может просто не дойти. Вернее, он дойдёт, но в совершенно бесполезном виде, который будет просто набором импульсов, которые нельзя преобразовать во что-либо путное. Именно для того чтобы избежать подобные неприятности и применяется высокочастотный (но не коаксиальный) кабель под названием витая пара.

Когда по кабелю идёт высокочастотный сигнал, образуется электромагнитное излучение, которое и приводит к частичной потере этого сигнала. И чем больше расстояние между проводами (+ и -), тем потери выше. Поскольку в проводе ТРП жилы расположены на приличном расстоянии друг от друга, то и потери на таком проводе будут максимальные. А вот два скрученных провода наоборот, находятся максимально близко, электромагнитное излучение у обоих жил одинаковое, вследствие чего они (излучения) просто гасят друг друга, позволяя тем самым избежать потерь.

Но любой провод невольно служит ещё и антенной, которая принимает различные посторонние сигналы (наводка, помехи), которые конечному потребителю вовсе не нужны. Но поскольку провода в паре максимально приближены друг к другу, то помехи оба провода ловят одинаковые. Которые принимающая сторона уже легко опознаёт и просто обрезает.

Таким образом, витая пара отлично передаёт высокочастотный сигнал с минимальными потерями и помехами, и при этом выходит дешевле коаксиального кабеля.

Какие бывают витые пары

Типам (определяется степенью экранированной защиты сигнала);

Видам изоляции;

Категория №3 – кабель из двух либо четырёх витых пар с частотой до 16 МГц;
Категория №4 – кабель из двух либо четырёх витых пар с частотой до 20 МГц.
Обе категории в наши дни используются только в тех местах, в которых они были проложены лет 6-10 назад и до сих пор не заменены. При прокладке новых трасс не используются, так как пропускная способность не превышает 16 Мб/сек. Впрочем, зависит от цели - витой парой можно не только интернет подключать, так что хоронить данные категории ещё рановато.

Категории №5 и №5e – кабель из двух и более (до 100) пар, работающих с частотой 100 МГц и 125 МГц соответственно. Самая распространённая категория в нынешнее время, пропускная способность – до 1000 Мб/сек.

Категории №6 и №6a – кабель из четырёх и более (до 100) пар, работающих с частотой 250 МГц и 500 МГц соответственно. Идёт на смену предыдущей категории, но вероятно, вытеснит полностью ещё нескоро. Передаёт данные со скоростью до 10 Гб/сек.

Категории №7 и №7a – кабель из четырёх и более (до 100) пар, работающих с частотой 600 МГц и 1200 МГц соответственно. Способен передавать данные со скоростью до 100 Гб/сек. Когда придёт на замену всем предыдущим – будет круто. Надеюсь, доживём.

Типы витой пары

FTP – витая пара не защищена, общий экран из фольги;

UTP – неэкранированные пары, так же отсутствует внешний экран. Наиболее распространённая витая пара для поквартирной разводки;

SF/UTP – неэкранированная витая пара, но двойной экран из медной оплётки и полимерной фольгированной алюминием плёнки;

S/FTP – экранированная фольгой витая пара, плюс внешний экран из медной оплётки.

Изоляция витой пары

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.

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.

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.

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.

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,