Что Такое Витая Пара и Сетевой Кабель Связи UTP и FTP — Схемы и Категории из 4 или 8 Жил

В этой статье хочу пролить свет на то, какие бывают сетевые кабели, которые в народе называют «витая пара». Витые пары стандарта категории UTP или FTP состоят из 4 или 8 жил и используются для подключения интернета в наших домах. Кабели связи из 4 жил были предназначены для уже устаревшего типа подключения интернета через ADSL модем, которое встречается и в наше время. А вот по сетевому кабелю из 8 жил в большинстве случаев сегодня передается интернет в вашу квартиру. И именно восьмижильной витой парой соединяются между собой компьютеры и роутер. Такой патчкорд идет в комплекте к любому wifi маршрутизатору, чтобы подключить к нему какие-либо устройство. На смену сетевым UTP и FTP сегодня уже приходят более современные оптоволоконные и коаксиальные кабели, но их дороговизна и невысокая надежность пока не дает уйти «на пенсию» старой доброй витой паре.

Что такое витая пара?

Витая пара — это обычный сетевой кабель, которым подключаются компьютеры к роутеру и по которому подается интернет. Название «витая пара» появилось благодаря конструкции кабеля. Внутри него, под оплеткой, проложено несколько пар жил — обычно 4 или 8, — завитых между собой по две. Отсюда и пошло — «витая пара»

Сегодня, в мире высоких скоростей интернета, чтобы по-максимуму использовать весь потенциал роутера и других сетевых девайсов, крайне важно, чтобы сетевой кабель в виде витой пары соответствовал самому высокому классу защиты. Технология, при которой передача информации по проводам в виде электрических импульсов, сильно подвержена влиянию окружающего электромагнитного поля.

  • Самые дешевые сетевые кабели (UTP) имеют тонкую оплетку, внутри которой без какого-либо дополнительного содержимого проложены витые пары проводов. Такой кабель я бы не рекомендовал использовать даже для самого банального подключения компьютера к маршрутизатору.
  • Но чаще попадаются кабели Ethernet с экранированием — проложенной под оплеткой дополнительной защитой в виде некого подобия фольги для защиты от посторонних наводок. Такая категория витой пары вполне подходит для решения большинства повседневных задач для подключения к роутеру.
  • Если расстояние между устройствами большое, то прокладка витой пары проходит через много помещений с различным электромагнитным фоном. Например, когда нужно соединить кабелем локальной сети IP камеру видеонаблюдения, расположенную далеко на улице. В этом случае необходимо использовать максимально защищенный коаксиальный кабель для уменьшения потерь в передачи данных.

Коннекторы

Или по-другому телекоммуникационный разъем, куда вставляют пары, обжимают и далее подключают сетевое оборудование: маршрутизаторы, компьютеры, принтеры, сервера, коммутаторы и т.д. Есть несколько видов:

ПРИМЕЧАНИЕ! В скобках будет обозначена маркировка. Её обычно наносят на сам провод для подтверждения совместимости.

RJ-9 (4P4C) – используется для подключения телефонной трубки к телефону.

RJ-11 (6P2C) – для одной пары двухконтактного телефонного разъёма.

RJ-12 (6P6C) – 6 контактов. Также является телефонным. Есть также аналоги RJ-25 (6P6C).

RJ-14 (6P4C) – 4 разъёма для подключения телефона. Отличается от RJ-9 тем, что RJ-14 нужно для подключения телефона к сети, а RJ-9 необходима только для подключения проводной трубки к главному аппарату или телефону.

RJ-45 (8P8C) – разъём для подключения к сети и интернету, который имеет 8 контактов, как раз для каждого из наших 4 пар. Для определённого вида кабеля и передачи информации требуется обжимка или подключение коннектора к проводу. Об этом я писать не буду, так как есть отдельная статья – прошу к прочтению.

Категории витых пар из 8 жил (Cat) по стандарту защиты

По категориям защиты витых пар в наши дни существуют следующие:

Ваше мнение — WiFi вреден?

Да

22.92%

Нет

77.08%

Проголосовало: 33698

  1. Витая пара UTP (Unshielded Twisted Pair) — первый, самый бюджетный вариант, когда кабель не оснашен вообще никакой защитой.
  2. FTP (Foiled Twisted Pair) — этот тот тип, который я привел в качестве второго — сетевой кабель имеет один для всех общий защитный слой из фольги, который проложен сразу под оплеткой.
  3. S/FTP или SSTP (Screened Foiled Twisted Pair) — фольгированная экранированная витая пара, которая имеет защиту каждой группы проводов плюс такой же внешний экран.
  4. U/STP (Unshielded Screened Twisted Pair — здесь внешняя защита отсутствует, но зато каждая пара имеет свою собственную фольгированную защиту.
  5. STP (Shielded Twisted Pair) — витой кабель этой категории имеет отдельный экран из фольги для каждой пары и внешнюю защиту из тонкой проволочной сетки.
  6. SF/UTP или SFTP (Screened Foiled Unshielded Twisted Pair) — это самая защищенная категория, в которой экранированная витая пара имеет целых два внешних экрана — один в виде медной сетки, а второй из фольги. Между ними также проложен дренажный провод.

Балансная передача сигнала

Идея балансной передачи сигнала состоит в том, что для нее используется три, а не два провода (как в несимметричных линиях) (рис. 1). Входной сигнал перед подачей в линию инвертируется таким образом, что сигнал Uг2 отличается по фазе от сигнала Uг1 на 180 градусов. Понятно, что шумы и помехи, наводимые в обоих сигнальных проводах линии, будут иметь одинаковую амплитуду и фазу.

На выходе линии устанавливается дифференциальный усилитель, который устроен таким образом, что усиливает сигналы, пришедшие на его входы в противофазе и подавляет синфазные сигналы.


Рис. 1. Балансная передача сигнала

Из рисунка видно, что последовательно с проводниками сигнальных линий оказываются включенными два синфазных напряжения шумов Uш1

и
Uш2
, которые вызывают появление токов шумов
IШ1
и
IШ2
. Источники
UГ1
и
UГ2
совместно создают сигнальный ток
IГ
. При этом суммарное напряжение на нагрузке составит

UH = Iш1RH1 — Iш2RH2 + IГ (RH1 + RH2)

Первые два члена в правой части уравнения представляют собой напряжения шумов, а третий член – напряжение полезного сигнала. Если IШ1

равен
IШ2
и
RH1
равно
RН2
, то напряжение шумов на нагрузке равно нулю:

UН
= IГ(RH1+ RH2)
т. е. шумы и/или помехи компенсируют друг друга.

Степень симметрии схемы, или коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС), определяется как отношение синфазного напряжения шумов к вызванному им дифференциальному напряжению шумов и выражается обычно в децибелах (дБ).

Чем лучше симметрия схемы, тем большее подавление шумов можно получить. Если было бы возможно достичь совершенной симметрии, шумы вообще не могли бы проникать в систему. От хорошо спроектированной системы можно ожидать симметрию 60 – 80 дБ. Можно получить и лучшую симметрию, однако для этого обычно требуются специальные кабели, и может понадобиться индивидуальная подстройка схемы.

В качестве проводников в симметричных схемах обычно применяют неэкранированные или экранированные витые пары, так как они симметричны. Обычно, чем выше частота, тем труднее получить точную симметрию, поскольку на высокой частоте большое влияние на работу схемы оказывает паразитная емкость.
СОВЕТПрименяйте симметрирование в сочетании с экранированием там, где уровень шумов должен быть ниже уровня, достижимого при использовании только экранирования, или даже вместо экранирования.
Как и любое техническое решение, симметрирование линий передачи сигнала имеет свои недостатки.

  • Симметричная линия передачи сложнее и дороже несимметричной, так как для нее необходимы передатчик и приемник балансного сигнала;
  • Если уровень помех слишком велик, приемник балансного сигнала может войти в режим насыщения и передача сигнала прекратится;
  • Из-за затухания сигнала в кабеле приходится ставить промежуточные усилители, которые вносят дополнительные накапливающиеся искажения;
  • При использовании промежуточных усилителей, возможно, потребуется коррекция сигнала.

Типы витых пар по сетевому подключению

По своему назначение витые пары делятся на 10 основных категорий. Я не буду здесь перечислять все, а остановлюсь лишь на тех, которых подходят для использования в качестве сетевого кабеля интернета.

  • Cat 5D — витая пара, состоящая из 4 скруток, то есть 8 жил. Такой кабель поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при задействовании двух пар и 1000 Мбит/с — четырех.
  • Cat 5E — усовершенствованный вариант предыдущей категории — он тоньше и дешевле. Самый распространенный вариант для работы с сетями Fast и Gigabit Ethernet.
  • Cat 6E — второй по популярности тип сетевого кабеля Ethernet. Он неэкранированный, имеет 8 пар жил и поддерживает передачу данных на скорости до 10 Гбит/с. Максимальное расстояние — 55 метров
  • Cat 6А — сетевой кабель, состоящий из 4 витых пар. Тип экранирования — S/FTP или F/FTP, расстояние уже 200 метров
  • Cat 7F — 8 жил, экранирован по категории S/FTP, скорость та же — до 10 Гбит/с
  • 7A — самый продвинутый сетевой кабель, имеющий в своем арсенале 8 проводов, экранирован по типу S/FTP. Передача информации происходит на скорости до 40 Гбит/с по линии длиной до 50 метров и до 100 Гбит/с с максимальным расстояние в 15 метров.

AWG или сечение

AWG (American Wire Gauge System) – это американский стандарт калибра проводов. Её используют для определения качества кабеля. В нашем случае разные AWG берут информацию с разной скоростью и частотой. Также от значения AWG зависит максимальное расстояние, но не значительно.

AWG простым языком обозначает площадь поперечного сечения проводящего кабеля. Но тут надо учитывать несколько аспектов. Если кабель одножильный, то есть имеет одну проволоку – то AWG будет использоваться для измерения диаметра одной жили.

Тут классификация калибровки идёт в обратном направлении. Например, толстый кабель AWG6 имеет диаметр 4 мм, а вот AWG2 уже толще и имеет диаметр 6мм. Это влияет на сопротивление, и мы можем передавать куда больше тока.

Но нас интересуют многожильные провода – в частности с 4 и более пар. Тут значение AWG обозначает площадь проводящей линии на один провод. То есть проводимость увеличивается как за счёт скрутки, так и за счёт толщины проводов и их количества. Но принцип такой же – чем больше значение, тем меньше пропускная способность в нашем случае.

Если говорить проще, то если сильнее скручены провода внутри главной оплётки и чем они толще, тем лучше для передачи информации. Чаще всего используется AWG 24, 23 и 22.

ПРИМЕЧАНИЕ! Стандарты для одножильных и многожильных кабелей разные – это нужно учитывать.

Схемы обжима сетевых кабелей UTP/FTP типа «витая пара» RJ-45

Про то, как обжать витую пару для интернет кабеля своими руками, мы написали отдельную инструкцию. Советую прочитать! А здесь коротко приведу основные схемы, которые используются для подключения интернета и сетевых устройств

  • Прямая — используется для соединения роутера и компьютера, а также в сетевом кабеле интернета

    прямой обжим сетевого кабеля

  • Перекрестная — для соединения двух компьютеров между собой

    перекрестный обжим витой пары

Структура

Если рассматривать кабель в сечении, мы увидим:

  • Проводники. Изготавливаются из цельной медной проволоки диаметром 0,4-0,6 мм или многочисленных тонких проводников. Второй вариант применяется при изготовлении коммутационных шнуров.
  • Изоляция проводников. Выполняется чаще всего из поливинилхлорида, более дорогие модели — из полиэтилена или полипропилена, а самые качественные — из вспененного полиэтилена или тефлона. Ее диаметр составляет 0,2 мм.
  • Разрывная нить.

Делается традиционно из капрона. Она нужна, вот для чего: если понадобится снять большое количество внешней изоляции кабеля, то с ней это делать будет гораздо удобнее. Каким образом? Сделав небольшой надрез во внешней изоляции, уложив нить в разрез, потянуть за эту нитку можно как-бы увеличить надрез до нужной вам длинны. Да, конечно можно это делать и проводом, но есть риск его порвать, а нитку не жалко. То есть это запасной вариант для тех у кого нет специального инструмента. Она так и называется «разрывная нить» — то есть для разрыва изоляционной оболочки кабеля.

Вторая её функция это увеличение жёсткости всего кабеля, но это только чисто теория. На самом деле жёсткость если и появляется за счёт неё, то в очень небольшом количестве. В других типах кабелей (не для интернета, более жёстких) вместо этой капроновой нити внутрь помещают струну. Вот как раз таки она и добавляет жёсткость.

  • Внешняя оболочка. Производится зачастую из поливинилхлорида с элементами мела, который делает ее более хрупкой. Это нужно, чтобы точно и без затруднений обрезать кабель острым инструментом. Толщина оболочки варьируется от 0,5 мм до 0,9 мм.

Негласно ее еще различают по цветам: серый — наиболее популярный, черный — для внешней прокладки, оранжевый — говорит о негорючести оболочки. Также может отличаться форма: обычно она круглая, но бывают и плоские кабели, которые удобно прокладывать в доме под ковром или по плинтусам.

  • Вспомогательная защита из влагостойкого полиэтилена. Обязательно используется при изготовлении провода для уличной прокладки.

Еще в нем могут быть заполнены пустые места водоотталкивающим гелем, а также может выполняться бронирование посредством стальной проволоки либо гофрированной ленты.

Ссылка на основную публикацию