витая пара что это и для чего
Как выбрать витую пару
Что такое витая пара.
В этом гайде рассматриваются витопарные кабеля, предназначенные для передачи цифровой информации в сетях Ethernet. Существует множество кабелей иного назначения, содержащих витые пары – к ним информация из этого гайда может быть неприменима.
В данном гайде под витой парой подразумевается кабель связи, содержащий две или четыре пары изолированных проводников, скрученных между собой. Каждая пара предназначена для передачи одного сигнала: либо передаваемых данных, либо принимаемых.
При этом по одному из проводников пары сигнал передается в противофазе к другому – это позволяет избавиться от большинства электромагнитных помех: приемник, получив два сигнала по паре проводов, вычитает один сигнал из другого. При этом полезный сигнал (т.к. он идет в противофазе) усиливается, а помеха (идущая по обеим проводам в одной фазе) устраняется. Каждая пара проводов маркирована одним цветом, при этом один из проводов пары маркируется сплошным цветом, а второй – тем же цветом, но прерывисто или полосой.
С той же целью (защиты от помех) производится и скручивание пар – это обеспечивает одинаковое воздействие помехи на оба провода независимо от направления на её источник.
Применяется витая пара для прокладки аналоговых или цифровых телефонных сетей и для прокладки локальных вычислительных сетей, использующих, в основном, протокол Ethernet.
Характеристики витой пары.
Категория.
Как правило, категория кабеля обозначена в маркировке, нанесенной на оболочку кабеля через равные промежутки.
Категории 1, 2, 4 в данный момент практически не встречаются, 4-х парный кабель категории 3 изредка используется для прокладки телефонных линий. Категория 5 от 5е отличается крайне незначительно, поэтому найти в продаже кабель именно категории 5 практически невозможно. С 2000 года, после утверждения категории 5е, все производители, практически ничего не меняя в кабеле, начали наносить на него маркировку именно 5е. Эта категория и остается наиболее популярной по сегодняшний день.
Категория 5е подразумевает 4-х или 2-х парный кабель, который может быть использован в сетях 10BASE-T Ethernet, 100BASE-TХ Fast Ethernet (10 и 100 Мбит/с соответственно). 4-х парный кабель может применяться для прокладки сетей 1000BASE-T Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с). Максимальная длина кабеля без усилителей сигнала составляет 100м.
Кабель категории 6 содержит 4 пары проводников и может использоваться в сетях 10GBASE-T 10 Gigabit Ethernet (10 Гбит/с). При использовании в сетях со скоростью до 1000 Мбит/с максимальная длина кабеля этой категории – те же 100 м, при использовании в сетях со скоростью 10 Гбит/с – 55 м.
Категории 6а, 7 и 7а подразумевают экранированные кабеля для сетей со скоростью до 10 Гбит/с и протяженностью отдельной линии до 100 м. Использование экранированных кабелей накладывает определенные требования как к оборудованию, так и к условиям прокладки кабеля (наличие качественного заземления), что часто делает более привлекательным прокладку оптоволоконного кабеля. Удешевление же оптоволоконного оборудования и упрощение технологий прокладки оптоволоконного кабеля могут в скором будущем сделать вообще бессмысленным дальнейшее развитие витопарных кабелей.
При выборе категории кабеля следует иметь в виду, что она говорит только о качестве изготовления кабеля. Часто встречающееся в сети утверждение, что «кабель категории 5е работает на частоте 125 мГц, а категории 6 – на частоте 250 мГц» некорректно. Кабель работает на той частоте, на которой работает сетевое оборудование. Замена в сети 100BASE-TX кабеля категории 5е на кабель категории 6 не позволит перейти на 1 Гбит/с без замены сетевого оборудования (роутеров, свитчей, сетевых карт). Более того, если старый кабель 5е был качественным, замена его на Cat 6 нисколько не улучшит ни качество связи, ни её скорость.
И наоборот, на небольших расстояниях (до 10 м) в сетях 10GBASE-T можно использовать качественный 4-х парный кабель категории 5e – на качество и скорость связи это не повлияет.
Число пар.
Большинство кабелей содержит 4 пары проводов. Но в сетях 10BASE-T и 100BASE-TХ используется только 2 пары, поэтому большое распространение получил кабель категории 5е с двумя парами проводников – он легче, тоньше и дешевле 4-х парного. Но для сети со скоростью 10 Гбит/с он уже не годится.
4-х парные кабеля категории 5е иногда применяются для скрытой прокладки. При этом «лишние» две пары остаются в резерве и могут быть использованы в случае повреждения основных пар. Кроме того, существует сетевое оборудование, использующее «свободные» пары, например, для передачи аудиосигнала или служебной информации – в таких сетях тоже может быть использован 4-х парный кабель категории 5е.
Для частных ЛВС в квартире или частном доме можно порекомендовать скрытую прокладку провести 4-х парным кабелем категории 6, даже если предполагается устройство сети со скоростью 100 Мбит/с (вполне достаточной сегодня для большинства личных нужд). Это даст резерв для перехода на более быстрые сети без перепрокладки кабеля. А открытые участки и патч-корды можно сделать из кабеля, который наиболее оптимальным образом подходит для текущей сети. Для сетей со скоростью до 100 Мбит/с это будет 2-х парный кабель категории 5е, для скорости 1 Гбит/с – 4-парный 5е.
Тип витой пары чаще всего говорит о наличии/отсутствии экранирования и виде экрана.
Самым распространенным типом является UTP(Unshielded Twisted Pair – «неэкранированная витая пара»). Как следует из маркировки, экранирование на этом кабеле отсутствует. Часто можно услышать мнение, что кабель UTP не защищен от помех. Это не так. В кабелях UTP используется балансная защита от помех, достаточно эффективная в большинстве случаев.
FTP(Foiled Twisted Pair – «фольгированная витая пара») имеет общий экран из фольги, защищающий провода от мощных электромагнитных помех.
SFTP(Screened Foiled Twisted Pair – «экранированная фольгированная витая пара») поверх экрана из фольги имеет также сетчатый проволочный экран. Сетчатый экран усиливает экранирование кабеля и защищает тонкую фольгу внутреннего экрана от повреждений.
В то же время, простая прокладка кабеля FTP или SFTР вместо неэкранированного не решит проблемы с действительно серьезными помехами – для эффективной работы кабеля, оба его конца должны быть заземлены, как и использующееся сетевое оборудование. Кроме того, заземление должно быть качественным, что, например, в условиях многоквартирного дома может быть неосуществимо. Длинный тонкий провод заземления может сам работать как антенна, ловя дополнительные помехи. А если заземляющая шина (или провод PE в розетках) к земле фактически не подсоединен (что порой встречается), то заземленный на эту шину экран образует вместе с ней замкнутый контур, обеспечивающий прекрасный прием всех помех в округе.
Во-вторых, экран образует приличного номинала емкость, приложенную к рабочим проводам и глушащую (демпфирующую) сигнал – затухание амплитуды сигнала на экранированных проводах выражено сильнее.
В-третьих, разделка и обжимка экранированных проводов сложнее, чем для обычного неэкранированного кабеля. Нарушение же контакта между экраном и щечками разъема для экранированного кабеля нарушит заземление экрана и превратит его в антенну для ловли помех.
В-четвертых, повреждение экрана, приводящее к разрыву контакта (особенно легко возникающее на фольгированном кабеле при чрезмерном изгибе) также сведет на ноль защиту кабеля.
С учетом вышеизложенного, в условиях жилого помещения использование экранированных кабелей представляется неоправданным.
В качестве материала проводника используется либо медь, либо омедненный алюминий, изредка омедненная сталь. Омедненный алюминий обеспечивает худшие условия передачи сигнала, чем чистая медь, зато он намного дешевле. В то же время при выборе кабеля следует рассматривать информацию о материале жил, как дополнительную к его категории. Материал жил может иметь решающее значение, например, при длине линии, немного превышающей стандарт. В этом случае использование кабелей с медными жилами с большей вероятностью позволит установить связь. В нормальных же условиях эксплуатации все кабеля одной категории должны обеспечивать одинаковые условия связи независимо от материала жил.
Проводники в кабеле могут быть многожильные и одножильные. На качество связи это особого влияния не оказывает, выбирать жильность проводников следует из условий прокладки кабеля и его эксплуатации. Многожильные проводники более устойчивы к частыми изгибам, поэтому из таких кабелей можно делать патч-корды для ноутбуков или использовать их в линиях, которые периодически приходится перемещать с места на место.
Обычный кабель витой пары имеет ПВХ-оболочку (обычно серого, иногда синего или белого цвета), разрушающуюся под действием УФ-излучения и «дубеющую» на морозе. Поэтому для прокладки вне помещения следует использовать кабель со специальной полиэтиленовой оболочкой. Чаще всего она имеет черный цвет. Если предполагается часть линии прокладывать по воздуху, в кабеле должен быть несущий трос.
Варианты выбора.
Для прокладки домовой или квартирной сети скоростью до 100 Мбит/с по минимальной цене можно использовать 2-х парный неэкранированный кабель категории 5е. Он стоит от 500 до 1200 рублей за 100м.
Для прокладки домовой или квартирной высокоскоростной сети (или сети с запасом для развития) следует использовать кабель категории 6. Такой стоит от 1300 до 3300 рублей за 100 м.
Если требуется кабель для прокладки линии связи в условиях сильных помех от производственного оборудования, обратите внимание на экранированные кабеля и озаботьтесь наличием качественного заземления в местах прокладки кабеля и установки сетевого оборудования. Экранированный кабель будет стоить от 1300 до 3500 рублей за 100 м.
Для прокладки линии связи ЛВС на открытом воздухе потребуется соответствующий кабель по цене 1500-3500 рублей за 100 м.
Если же кабель еще предполагается натягивать между опорами, то следует обратить внимание на наличие несущего троса. Стоит такой будет 2800-3500 рублей за 100 м.
Виды и устройство витой пары
Кабель витой пары хорош для передачи симметричных дифференциальных сигналов. Такая практика передачи сигналов восходит к ранним дням телеграфа и радио. Преимущества улучшенного отношения сигнал / шум и перекрестных помех которые обеспечивает сбалансированная передача сигнала, особенно ценны в системах с широкой полосой пропускания и высокой точностью.
Поскольку для некоторых телефонных аппаратов или настольных компьютеров требуется несколько подключений, витая пара иногда устанавливается в одном кабеле в две или более пар. Несмотря на неоднократно звучавшие пророчества о ненужности витой пары и пришествии оптоволокна, кабели этого типа продолжают активно использоваться.
Содержание
Как работает витая пара？
Типы витой пары
Для обеспечения защиты от электромагнитных помех применяю экранировние кабеля фольгой и металлической оплеткой. Отличие UTP от FTP состоит в наличии экранирования у второго типа обозначения. В зависимости от того какого вида экранирование применено в кабеле, разделяют следующие типы обычной и защищенной витой пары :
Типы экранирования витой пары
Кабель с экранированной витой парой (STP) используется для устранения индуктивной и емкостной связи. Скручивание отменяет индуктивную связь, в то время как экранирование устраняет емкостную. Этот вид кабеля часто применяется для создания сетей между зданиями. По сравнению с неэкранированной витой парой использование STP приводит к большему затуханию. Однако, поскольку в случае сбалансированной передачи, дополняющие сигналы будут эффективно подавлять любые токи экранирования, потери незначительны. Кроме того, хотя STP предотвращает помехи лучше, чем UTP, он более дорогой и сложный в установке.
Неэкранированная витая пара является наиболее часто используемым кабелем для сетевых соединений. Он состоит из медных проводов с цветовой кодировкой, но не содержит фольги или оплетки в качестве изолятора для защиты от помех. Кроме того, провода в каждой паре скручены вокруг друг друга. Кабели UTP меньше, чем кабели STP, что облегчает их установку, особенно в больших количествах или в узких пространствах. Они также дешевле, и не требуют особого обслуживания, поскольку не зависят от внешнего экрана. Кроме того, кабели UTP также могут передавать данные так же быстро, как и кабели STP. Однако они более подвержены электрическим и другим помехам. Таким образом, кабели UTP лучше всего использовать для внутренних и офисных соединений Ethernet.
Категории кабеля витая пара
Подробнее о характеристиках всех категорий витой пары и отдельных видах Cat.6a, Cat.8, Cat.5e, Cat.7 и Cat.6.
Оболочка витой пары
В качестве оболочки в витой паре в основном используют:
Маркировка витой пары
Маркировка витой пары позволяет узнать основную информацию, которую необходимо учитывать при выборе кабеля в зависимости от условий прокладки. В основном она состоит из следующих обозначений:
Пример маркировки кабеля витая пара
Применение витой пары
Она широко используется для передачи данных и телекоммуникационных приложений в структурированной кабельной системе. Поскольку дальность передачи, скорость и пропускная способность у витой пары ограничены, она часто используются в телефонных линиях для передачи голоса и данных, а также в локальной сети и сети Интернет.
Заключение
Подводя итог, можно сказать, что в будущем витая пара имеет большой потенциал в области передачи на короткие расстояния. Она может обеспечить необходимые условия для высокой эффективности, энергосбережения, защиты окружающей среды и многих других тенденций в современном обществе.
Если стоит выбор, где купить витую пару, выбирайте надёжного поставщика. Компания « АнЛан » занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.
Как обжать витую пару: распиновка, схема
Содержание
Содержание
Подключение домашней электроники, обычно, сводится к одному — провод в розетку и поехали. Компьютерная техника достаточно «поумнела», чтобы не требовать от пользователя диплома физико-математика. Когда-то сложные, требующие спецподготовки действия, перестали пугать современного домашнего пользователя: не важно, переустановить операционную систему на рабочей машинке или настроить роутер для домашнего пользования. Вместе с электроникой поумнел и юзер — теперь можно открыть сайт, почитать инструкцию и повторить все на практике. Например, любители «балуются» настройкой домашних серверов, файлохранилищ или видеонаблюдения, где устройства соединяются с помощью витой пары. А поэтому в таких «развлечениях» приходится часто обжимать провода. Хотя на рынке есть готовые решения, они все приведены к стандарту и вряд ли пригодятся для уникальных задач конкретного пользователя, поэтому любому домашнему энтузиасту приходится делать витые пары своими руками. Тем более для этого есть все, что нужно: инструмент, запчасти и провода. Остается только найти инструкцию и смело приступать к экспериментам.
Витая пара — это несколько проводников, которые «завиты» в определенном порядке как между собой, так и вместе. Так как цифровая техника понимает только цифровой язык, по проводам приходится передавать огромное количество разнообразных сигналов: с разной длиной волны, разным напряжением и формой. Все это кодируется и декодируются специальными «приемниками» как с одной стороны, так и с другой. На качество и целостность битов в проводе могут влиять разные факторы. Например, любые источники магнитных волн и радиосигналов — как микроволновые печи или роутеры с частотой 5 ГГц.
Вообще, передача данных по сети подчиняется не только законам физики, а поэтому имеет много смежных характеристик. Например, на сигнал и его дальнобойность влияет материал, из которого изготовлены проводники в кабеле и то, каким образом они расположены внутри оболочки. Мы говорили об этом подробно в материале о том, как работает витая пара и как происходит передача данных.
Для чего нужна витая пара
Несмотря на то, что беспроводные технологии давно окутывают корпоративные сети, старая добрая проводка все еще остается актуальной, если нужно создать безопасную, быструю и стабильную сеть. И даже в домашних условиях иногда «полезно» подключаться по кабелю. Например, чтобы провести быстрый канал на несколько этажей в большом доме или просто подключить умный телевизор по проводу, когда просмотр любимых кинофильмов прерывается из-за слабого WiFi-приемника. А если захочется организовать видеонаблюдение в доме и за его пределами — без витой пары и PoE просто физически не обойтись.
Веди куда хочешь и сколько хочешь — главное, чтобы хватило портов на роутере. Единственное, что может помешать новичку — это отсутствие практических навыков. Ведь для сборки своего патч-корда необходимо хотя бы один раз увидеть, как обжимается провод и какие мелочи при этом нужно учитывать.
Что нужно для работы
Стоит сказать, что на рынке сетевых устройств можно найти готовые витые пары. Их называют патч-кордами — такие кабели обычно выпускаются по стандартным лекалам и не отличаются большим ассортиментом по размеру или качеству. Тем более, что их не везде можно применить — готовый кабель с коннектором на конце не провести под крышей или через тонкое отверстие без повреждения коннекторов. Более того, готовые провода не могут предложить пользователю тот же уровень качества и стабильности, как у кабеля собственного изготовления. Ведь «для себя» можно выбрать самые лучшие комплектующие. Для создания топовой витой пары понадобится:
Подготовка к обжиму
Перед обжимом нужно подготовить витую пару. Пусть это будет отрезок с небольшим запасом:
Обычного Cat. 5e кабеля с медными жилами и мягкой качественной оболочкой хватит для домашних задач с головой.
Даже опытный мастер может «запороть» процесс, поэтому коннектор — это расходный материал. Пусть и они тоже будут в запасе:
Простые коннекторы типа 5e — золотые и бутафорские.
Для реализма будем использовать самый простой кримпер из доступных на рынке:
Такого инструмента хватит для нужд домашнего мастера и даже специалиста.
Отвертка с плоским жалом:
Определяемся со способом обжима витой пары. Например, для соединения типа компьютер-компьютер раньше использовали перекрестное расположение пар в коннекторе. А для соединения компьютера с роутером — прямую распиновку. Сейчас вся техника автоматически перекидывает нужные пары местами и для стандартных задач можно всегда использовать прямой способ обжима:
Оба коннектора обжимаются идентично.
Подготовка провода и коннектора
Зачищаем провод примерно на полторы длины коннектора. Стараемся сделать максимально аккуратно, чтобы не повредить оболочку самих жил:
Каждая пара различается по цветам и скручена в определенном порядке. Необходимо раскрутить проводники, но так, чтобы скрытая часть провода под оболочкой оставалась в заводском скрученном виде. Это необходимо для сохранения помехоустойчивости на всех участках провода, вплоть до коннекторов. Не забываем распределить провода по цветам, как показано на схеме распиновки:
Примеряем провод к коннектору, чтобы определиться с нужной длиной проводников. Красными линиями на фото обозначены границы для оболочки и самих витых пар:
Чтобы удержать пучок в правильном порядке, можно прижать их пальцем возле края оболочки, а затем аккуратно перенести хлипкую конструкцию в коннектор. В нем есть специальные салазки для каждого провода — поэтому после того, как каждый проводник попадет на свою дорожку, просто вставляем кабель до упора. Не забываем отвести в сторону нейлоновую нить:
Обязательно следим, чтобы все пары достигли крайних точек в салазках и полностью накрылись ножами контактов:
Оболочка провода должна также достигнуть сужения в месте, где начинаются салазки, чтобы одноразовая защелка полностью накрыла своей плоскостью широкую часть провода:
Обжим
Убеждаемся в качестве подготовки конструкции и переносим ее в рабочий паз инструмента. В обжимной каретке присутствуют ограничитель и защита от неправильного положения коннектора — не спешим и делаем внимательно:
Когда коннектор окажется в правильном положении в инструменте, сжимаем ручки кримпера практически до упора, после чего будет слышен щелчок — сработает стопор оболочки в коннекторе:
Зубцы кримпера имеют одинаковый шаг и соответствуют контактам в коннекторе. При сжатии ручек они попадают в пазы с контактами и продавливают их через оболочку проводников:
Проверка качества
Вынимаем готовый провод и проверяем качество обжима. Во-первых, убеждаемся в том, что ножи полностью «врезались» в провода:
Во-вторых, проверяем качество фиксации оболочки провода в коннекторе:
Если один из контактов не достает до проводника, то можно сделать «контрольный» обжим в кримпере или использовать секретный инструмент.
Доработка
Бывает, что некоторые зубцы кримпера не достают до каждого контакта в одинаковой степени и оставляют часть пар без контакта. Для этого необходимо настроить обжимную каретку, которая подвижна и регулируется с помощью фиксирующих болтов. Однако, можно быстро исправить положение с помощью секретного инструмента — отвертки. Просто дожимаем нужный контакт плоскостью:
Нажимаем с силой, аккуратно, без ударов по отвертке, не расшатывая контакт, чтобы ножи прорезали оболочку проводника и соединились с медными проводниками. Впрочем, так можно обжать весь провод, если под рукой нет кримпера. Долго и неудобно, но осуществимо:
То же самое с защелкой для оболочки — давим до щелчка:
Проверяем работу
Для проверки можно использовать специальный тестер, который находит обрывы, короткое замыкание и проверяем распиновку обжима. Без спецтехники тоже можно обойтись — подключаем компьютер к роутеру с помощью нового кабеля и ждем подключения:
Затем проверяем качество интернета:
Тариф на месте, скорость соответствует заявленной — провод готов к труду и обороне.