Из чего состоит витая пара: Что такое витая пара: назначение, применение, виды, характеристики

Кабель витая пара – что это такое?

Продолжаем разбирать базовые понятия сетевого оборудования и сегодня на очереди один из самых основных и наиболее простых вопросов: что такое кабель витая пара.

Определение

Витая пара – это многожильный медный кабель с определенной структурой, использующийся при прокладке и монтаже сетей передачи данных. Несмотря на более чем вековую историю (а изобретен он был еще в 1981 американо-канадским ученым Александром Грейамом Беллом), в настоящий момент он все еще является одним из самых популярных и распространенных средств для коммутации оборудования. Причем не только для подключения к интернету, но и в телефонных линиях, для которых он и был изначально изобретен.

Однако не стоит думать, что соединитель за все эти годы не развивался, наоборот, сейчас используется куда более современный вариант кабеля, причем параллельно существует сразу несколько его типов и категорий. Но чтобы лучше уловить разницу между ними, для начала обратим внимание на его строение.

Строение

Для начала небольшая ремарка: вы наверняка хотя бы раз видели витую пару с разъемами на концах, с помощью которых она подключается к роутеру или напрямую в ПК. Но на самом деле, витой парой называется исключительно кабель без коннекторов, а вместе с ними он составляет монтажный шнур – патчкорд.

Сам кабель стандартно состоит из:

• 4 или 8 медных проводов. Провода могут быть одножильными – с одной толстой проволокой или многожильными – из множества тонких.
• Индивидуальной цветной изоляции на каждом кабеле из полиэтилена (HDPE).
• Общей изоляции (оболочки). Материалы здесь используются разные, и подробнее о них мы расскажем чуть-чуть попозже.

Жилы внутри кабеля скручены попарно с небольшим количеством витков на единицу длины. Это нужно для снижения вредных электромагнитных наводок, и сохранения качества сигнала.

Также в структуру обычной витой пары иногда входит толстая капроновая разрывная нить. С одной стороны она дополнительно усиливает прочность на разрыв, с другой – помогает вскрывать внешнюю оболочку, не повреждая жилы – достаточно потянуть нить в обратную сторону и она разрежет внешнюю изоляцию вдоль.

На этом материал можно было бы закончить – все-таки, что такое витая пара мы уже рассказали, если бы не одно «но». В магазине сейчас можно найти в прямом смысле целый пучок проводов и патчкордов на их основе с разной маркировкой.

Типы витой пары

Всего существует 7 типов витой пары:

• UTP – самый простой и дешевый, именно о нем мы рассказали выше.
• FTP – экранированная витая пара – между общей изоляцией и проводниками есть слой из фольги, защищающий от внешних электромагнитных излучений.
• STP – вместо общего экрана здесь используется несколько раздельных – для каждой пары проводов.
• S/FTP (SF/UTP) – общий экран из фольги дополнен броней из металлической сетки.
• U/STP – с раздельными экранами для каждой пары и общим из фольги.
• S/STP – с раздельными и общей проволочной броней.

Категории кабеля

Помимо типов существует еще большое количество категорий витой пары. Они также различаются структурой и пропускной способностью:

• Cat1 – самая первая ревизия, используется только для телефонии.
• Cat2 – кабель с двумя парами жил и пропускной способностью до 4 Мбит/с. Не производится с 2000 года.
• Cat3 – четырехпарный кабель, также снят с производства в 2000-х.
• Cat4 – также 4-парный и снятый с производства, но еще встречающийся на отрезках старых сетей.
• Cat5 – первая версия современной витой пары с пропускной способностью до 100 Мбит/с, которая относительно быстро была вытеснена следующей ревизией.
• Cat5e – самая ходовая категория на сегодняшний день. Обеспечивает пропускную способность в 1 Гбит/с. Выпускается в 2 видах: с 2 или 4 парами.
• Cat6 – анонсирована в 2002. Обеспечивает пропускную способность до 10 Гбит/с, но на небольших расстояниях. Изначально рассматривалась как более производительная альтернатива Cat5e, но в широкое использование пока так и не пришла.
• Cat6a – улучшенная ревизия прошлого стандарта с увеличением расстояния, на котором не падает пропускная способность, до 100 м. Представлена в 2008.
• Cat7 – разрабатывалась параллельно Cat6 и позиционировалась как кабель для расстояний до 50 м, но с приходом Cat6a его развитие потеряло смысл.
• Cat7a – витая пара, способная пропускать до 40 Гбит/с, но лишь на 1-15м.
• Cat8 – самый свежий стандарт кабеля, опубликованный в 2016. Рассчитан на скорости до 40Гбит/с и расстояния до 42 м. Развивается в 2 направлениях: 8.1 – со стандартными коннекторами RJ-45 и 8.2 – с собственными разъемами ряда компаний.

Оболочка

Ну и последний, не самый важный, но интересный момент, к которому мы обещали вернуться – это материал общей оболочки витой пары. Сейчас для нее используется 4 вида пластика:

• ПВХ (PVC) – та самая, привычная, серая оболочка. Она дешева и прочна, но легко горит и теряет мягкость при низких или высоких температурах, поэтому кабели с ней используются, в основном, в помещениях.
• Полиэтилен (PE) – черная изоляция, отлично переносящая перепады температур, морозы и жару. Подходит для монтажа на открытом воздухе. Дополнительно может оснащаться тросом для натяжения кабеля между зданиями или столбами.
• LSZH – один из самых новых материалов. Плохо горит, не выделяет вредных веществ при сгорании. Такие кабели обычно используются при повышенных требованиях к взрывопожаробезопасности.
• PUR – обладает масложиростойкостью и повышенной прочностью при многократном изгибе. Последнее свойство особенно актуально в робототехнике и автоматизированных станках.

что нужно знать про этот кабель

Витая пара – является одним из видов кабелей связи. Состоит из одного или нескольких пар проводников в изоляции, которые скручены между собой и покрыты защитной оболочкой. Используются для передачи данных между сетевыми устройствами, подключаются разъемом 8Р8С, который также называют RJ45, что является ошибкой.

Витую пару можно встретить в качестве компонента кабельных сетей, применяются в компьютерных и телекоммуникационных сетях, являются самым распространенным вариантом для создания локальных сетей. К преимуществам витой пары традиционно относят простоту монтажа и ее дешевизну.

В этой статье мы подробно разберемся в том, что из себя представляет витая пара, какие они бывают, чем отличаются, как подключаются и ответим на другие распространенные вопросы. Ну а купить ее можно в этом разделе нашего интернет-магазина.

Какие бывают разновидности витых пар?

Здесь мы поговорим о том, что нужно знать, выбирая витую пару. В действительности, у них не так уж и много характеристик, но при этом некоторые могут иметь ключевое значение.

Прежде всего, разделяются на внутренние и на уличные. Если же уличные можно использовать внутри помещений, то вот внутренние для улицы совсем не подходят. У уличной витой пары более толстая оплетка, может быть встроенный трос (из металла или пластика), который обеспечивает дополнительную защиту проводов при протяжке. Также стоит отметить, что у всех уличных витых пар есть внутренняя капроновая нить, которая предохраняет их от разрыва путем излишнего натяжения. Она есть и у некоторых внутренних ВП, но далеко не у всех.

Также витые пары разделяют на одножильные и многожильные. Соответственно в первом варианте мы имеем провода, которые состоят из одной жилы, во втором случае из нескольких. У них есть много различий, но основное это способность изгибаться и скручиваться. Одножильные не терпят большого количества изгибов, тогда как у многожильных проблем с этим не возникает. Поэтому последние чаще применяют при изготовлении патчкордов, то есть, для непосредственного соединения розеток и сетевых устройств.

По форме разделяются на круглые или овальные, либо на плоские.

Круглые являются самым распространенным типом, плоские используют для прокладки в стенах, в том случае, если сама основа плоская.

Также важным показателем является количество пар проводов, впрочем, в большинстве случаев используются 2-х или 4-х парные витые пары, большие количества используются для решения специфических задач.

Читайте также: Как удлинить провода

Экранированние

В первую очередь стоит упомянуть общепринятые обозначения:

• U/UTP – экранирование полностью отсутствует.
• U/FTP – есть индивидуальный экран, то есть, экранированы отдельные пары.
• F/UTP (SF/UTP, S/UTP) – есть общий экран.
• F/FTP, SF/FTP, S/FTP – присутствуют как общий, так и индивидуальный экраны.

Витые пары с экранированием стоят несколько дороже, но не все знают, когда их нужно покупать, а когда экран не нужен. Суть экранирования – защита от внешних воздействий, таких как электромагнитное излучение.

Если говорить о промышленных предприятиях, где уровень помех очень высок, то там без экранирования вообще никак. А что в случае с обычной квартирой или загородным домом?

Зачастую рекомендуют покупать витые пары с экранированием, но в действительности большой пользы от этого нет. В доме источниками электромагнитного излучения и помех могут быть: Wi-Fi, смартфоны, антенны, микроволновые печи и т.д. Однако, провода в квартирах и домах имеют небольшую длину, поэтому эти помехи если и оказывают влияние, то оно совсем незначительное. Впрочем, никто не запрещает перестраховаться и купить экранированную витую пару, все же разница в цене не слишком существенная.

Категории витых пар

Здесь все достаточно просто: чем больше цифра, тем современнее витая пара (стандарт). В настоящее время выделяют восемь категорий, некоторые из которых имеют подкатегории.

Категория 1 – уже практически не используется, для современных устройств не подходит. Имела частоту от 0,1 до 0,4 МГц, а скорость до 256 Кбит/с. Преимущественно использовалась в телефонных линиях, когда-то давно именно через такие витые пары выходили в интернет с помощью модема.

Категория 2 – частота до 4 МГц, скорость до 4 Мбит/с. Использовался для старых терминалов, в телефонных линиях (кое-где эту категорию витой пары используют и сейчас), сегодня считается устаревшим. Состоит из двух пар.

Категория 3 – частота до 16 МГц, скорость до 100 Мбит/с, 4 пары. Может обеспечивать передачу сигнала на расстояние до 100 метров, поэтому применялась при построении локальных сетей, ныне встречается в телефонных линиях.

Категория 4 – частота до 20 МГц, скорость до 16 Мбит/с, 4 пары. Ныне этот формат практически не используется, так как поддерживал протокол Token Ring, который сегодня нигде не применяется.

Категория 5 – частота до 100 МГц, скорость до 1 Гбит/с, 2 или 4 пары. Сегодня широко используется для построения локальных сетей, при прокладке телефонных линий. Эту категорию витой пары можно назвать одной из самых распространенных, однако постепенно ее вытесняют более современные.

Категория 5е – аналогичные показатели, однако имеет более тонкую основу. По большому счету, это просто слегка усовершенствованная версия предыдущей категории, которая отличается несколько более низкой ценой.

Категория 6 – частота 250 МГц, скорость до 10 Гбит/с,, 4 пары. Встречается только в неэкранированном варианте, используется исключительно в небольших локальных сетях. Обеспечивает очень высокую скорость передачи данных, однако максимальное расстояние при этом всего лишь 55 метров.

Категория 6а – имеет аналогичные показатели, но оснащен либо общим экраном, либо экранированием каждой пары. Это позволяет передавать сигнал с высокой скоростью на расстояние до 100 метров. Также используется при построении локальных сетей небольшой протяженности.

Категория 7 – частота 600 МГц, скорость до 10 Гбит/с, имеет как общий экран, так и экранирование каждой пары. Это одна из самых современных категорий.

Категория 7а – от предыдущего варианта отличается более высокой частотой – 1000 МГц.

Категории 8 и 8,1 – частота от 1600 до 2000 МГц, скорость до 40 Гбит/с. Полностью экранированный (в том числе и каждая пара в отдельности), находится в разработке, в настоящее время широкого применения не имеет, однако очевидно, что в будущем будут переходить именно на эту категорию.

Витая пара против оптико-волоконного кабеля

Зачастую выбор приходится делать именно между витой парой или оптико-волоконным кабелем. Мы не будем рассматривать варианты, когда выбор очевиден, например, на заводах или любых промышленных предприятиях, где высочайший уровень электромагнитного излучения заставляет делать выбор именно в пользу оптико-волоконного кабеля.

В остальных случаях вопрос чаще всего упирается только в цену. Оптоволокно стоит дороже, зато позволяет обеспечить более высокую скорость передачи данных. Кроме того, оно невосприимчиво к помехам, поэтому если цена вопроса не интересна, то чаще всего выбирают именно оптико-волоконный кабель.

Но если говорить о квартире или о доме, то чаще всего выбирают как раз витую пару. Во-первых, скорости хватает, во-вторых, значительно проще монтаж, в-третьих нет необходимости в покупке дополнительного оборудования. А если кабель получил повреждение, то замена оптиковолокна не только дороже, но и значительно сложнее.

Поэтому для квартиры или дома нет никакой необходимости в оптико-волоконном кабеле, в данном случае витая пара будет единственным правильным выбором. Да, когда требуется прокладка линии на большое расстояние, она будет не так хороша, но такие случаи мы не рассматриваем, а говорим лишь о домашнем применении или, в крайнем случае, о построении небольшой локальной сети на ограниченном пространстве. Пропускной способности хватит с избытком.

В заключение можно сделать вывод, что, не смотря на то, что некоторые категории витой пары давно устарели и не используются, развитие этого типа кабеля связи продолжает. Если посмотреть объективно, то на сегодняшний день не существует аналогов (по соотношению характеристик и цены), которые могли бы заменить витую пару.

Основные сведения о кабелях с витой парой

Кабель с витой парой — это сетевой кабель Ethernet, состоящий из двух изолированных токопроводящих жил, скрученных в спираль. В кабеле с витой парой набор проводов проходит параллельно друг другу, что помогает улучшить электромагнитную совместимость.

В витых проводах некоторые шумовые сигналы идут в одном направлении (передача), а остальные шумовые сигналы идут в противоположном направлении (прием). Этот метод помогает уменьшить нежелательное воздействие магнитного поля, а влияние внешних волн можно минимизировать за счет различных закруток.

Проще говоря, витая пара снижает электромагнитное излучение между соседними соединениями и повышает устойчивость к внешним электромагнитным помехам по сравнению с кабелем с прямой парой. В соответствии со стандартом EIA/TIA-568 кабели с витой парой можно разделить на различные типы в зависимости от их электрических характеристик, таких как;

• Cat5e
• Кат6
• Кат7
• Кат8

Экранированные и неэкранированные кабели с витой парой

Экранирование помогает повысить помехоустойчивость кабеля. Кабели с экранированием называются «кабелями с экранированной витой парой» или кабелями STP. В то же время кабели без этой функции известны как «неэкранированная витая пара» или кабели UTP. Следующие отрывки содержат подробную информацию о различиях между кабелями UTP и STP.

Кабель с неэкранированной витой парой (UTP)

Кабели UTP представляют собой недорогие сетевые кабели, состоящие из набора витых изолированных проводников, заключенных в пластиковую оболочку для защиты. Нет фольгированного покрытия или плетеного экрана, что уменьшает диаметр провода. 24 AWG является наиболее часто используемым калибром провода UTP. Некоторые поставщики предлагают еще более тонкий кабель — тонкий кабель Cat6 28AWG, который поддерживает полосу пропускания 250 МГц и Ethernet 1000-T, обеспечивая более безопасную передачу данных. Легкие кабели UTP легко закрепляются в узких местах и ​​панелях управления кабелями, что помогает улучшить вентиляцию и снизить риск повреждения сети.

Применение кабеля UTP

Помимо использования в сетях Ethernet и во многих телефонных системах, UTP является одним из наиболее распространенных кабелей, используемых в компьютерных сетях. Поскольку полоса пропускания кабеля UTP была оптимизирована для соответствия полосе частот телевизионного сигнала, UTP используется в некоторых видеоприложениях, особенно в камерах безопасности.

Преимущества кабеля UTP

• Он дешевле, чем другие типы средств связи.
• Это наиболее совместимый тип кабелей, который можно использовать со многими типами сетевых систем.
• Небольшой размер. Таким образом, установка проста, потому что она не заполняет жгут проводов.
• Не требует заземления

Кабели с экранированной витой парой (STP)

В отличие от кабелей UTP, кабели STP поставляются с дополнительным покрытием из фольги или медной оболочкой. Экранирование защищает сигнал, проходящий по проводам, от помех, что приводит к передаче данных с более высокой скоростью, чем UTP. Кабель STP работает, привлекая помехи через свой экран, а затем отводя их в систему заземления. На рынке доступны различные типы кабелей с экранированной витой парой, в том числе;

Фольгированная витая пара (FTP) — в кабелях FTP каждая витая пара экранирована фольгой для предотвращения перекрестных помех и электромагнитных помех. ) поставляется с комбинацией экранирования STP и FTP. Скрученные жилы внутри кабеля защищены оберткой из фольги. При этом каждая 4-парная группа фольгированных проводов экранируется гибким панированным экраном или фольгой. Двойное экранирование кабелей типа SFTP обеспечивает максимально возможный уровень защиты от перекрестных помех и электромагнитных помех.

Применение кабелей STP

Кабели STP широко используются в компьютерных и телефонных сетях, включая соединения Ethernet для компьютерных сетей и жилых и коммерческих телефонных коммуникаций. Поскольку кабели STP долговечны и долговечны, а также обладают отличными характеристиками экранирования, их также можно использовать в промышленных секторах, где кабели остаются подверженными сильным электромагнитным помехам.

Преимущества кабелей STP

• Экранирование сводит к минимуму вероятность перекрестных помех
• Экранирование обеспечивает максимальную защиту от помех
• Эти кабели могут поддерживать передачу данных на более высоких скоростях
• Безопасная передача данных возможна с помощью кабелей STP

Заключение

Кабель с витой парой является одним из самых простых доступных средств передачи сигналов и сетей. Он считается лучшим выбором по сравнению с другими доступными кабелями, потому что он устраняет внешние помехи. Мы обсудили два доступных типа кабелей с витой парой; СТП и УТП. Как экранированные, так и неэкранированные кабели витой пары имеют свои плюсы и минусы. Предлагаются экранированные кабели с дополнительной защитой от ЭДС, но они стоят дороже, чем неэкранированные кабели. Для повседневных приложений в условиях с минимальным риском внешних помех также можно использовать более дешевый неэкранированный кабель витой пары.

Что такое витая пара и работает ли она?

«Витая пара» — это еще один способ идентификации решения для сетевых кабелей, которое также называется неэкранированной витой парой (UTP) и было изобретено Александром Грэмом Беллом в 1881 году. В приложениях для внутренней деловой телефонной связи они используются в связках из 25 пар. В домах они были сокращены до четырех проводов, но в сетях мы используем их в 8-жильных кабелях.

Скручивая пары с разной скоростью (количество оборотов на фут), производители кабелей могут уменьшить электромагнитные импульсы, исходящие от кабеля, одновременно улучшая способность кабеля подавлять обычный электронный шум из окружающей среды.

Каждая пара, несущая данные, имеет один провод, который является положительным выводом, а другой — отрицательным. Сравнивая данные, полученные по обоим проводам, приемник устраняет синфазные помехи, возникающие вдоль кабеля, и получает точное значение данных.

Когда мы используем кабели с витой парой для сетей, они соответствуют стандартам, установленным Альянсом электронной промышленности и Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (EIA/TIA). Поскольку EIA прекратила свою деятельность в 2011 году, стандарты теперь подпадают под действие TIA. Последний стандарт — TIA-568-C.

Оттенки проводов могут варьироваться от пастельных до ярких, но они соответствуют одним и тем же цветам: белый с оранжевой полосой, полностью оранжевый, белый с зеленой полосой, весь зеленый, белый с синей полосой, весь синий, белый с коричневая полоса, и все коричневые. Белый с цветной полосой и соответствующий цвет скручены в пару, что и дало нам название.

Существует два стандартных способа соединения концов кабелей: T568A и T568B. Как видите, они одинаковы, за исключением того, что пары 2 и 3 поменяны местами. TIA рекомендует T568A для новых установок, хотя T568B более совместим с предыдущими кабельными решениями.

Физические разъемы — 8P8C (8-контактный, 8-жильный), хотя многие называют их RJ45. RJ45 — это ключевой разъем для одной линии передачи данных, который редко используется. UTP может передавать две линии данных со скоростью менее 1 миллиарда бит в секунду каждая.

Если кабель соединяет различные виды оборудования (например, от вашего компьютера к коммутатору, встроенному в ваш домашний маршрутизатор), вам следует использовать прямой кабель с одинаковым расположением проводов или контактов на обоих концах. Если у вас большой многоэтажный дом или здание, и вам нужно подключить коммутатор на одном этаже к основному коммутатору, встроенному в ваш домашний маршрутизатор (подключая одно и то же оборудование на обоих концах), перекрестный кабель будет лучшим решением. правый кабель.

В зависимости от того, как вам нужно зайти, вы можете получить скорость 10 миллионов бит на секунду (10 МБ) и до 100 до 100 миллиардов бит в секунду (100 Гбит/с).