Сколько жил используется в витой паре при передаче данных в сети ethernet
Кто-то считает, что это очевидные вещи, другие скажут, что скучная и ненужная теория. Тем не менее на собеседованиях периодически можно услышать подобные вопросы. Мое мнение: о том, о чем ниже пойдет речь, нужно знать всем, кому приходится брать в руки «обжимку» 8P8C (этот разъем обычно ошибочно называют RJ-45). На академическую глубину не претендую, воздержусь от формул и таблиц, так же за бортом оставим линейное кодирование. Речь пойдет в основном о медных проводах, не об оптике, т.к. они шире распространены в быту.
Технология Ethernet описывает сразу два нижних уровня модели OSI. Физический и канальный. Дальше будем говорить только о физическом, т.е. о том, как передаются биты между двумя соседними устройствами.
Технология Ethernet — часть богатого наследия исследовательского центра Xerox PARC. Ранние версии Ethernet использовали в качестве среды передачи коаксиальный кабель, но со временем он был полностью вытеснен оптоволокном и витой парой. Однако важно понимать, что применение коаксиального кабеля во многом определило принципы работы Ethernet. Дело в том, что коаксиальный кабель — разделяемая среда передачи. Важная особенность разделяемой среды: ее могут использовать одновременно несколько интерфейсов, но передавать в каждый момент времени должен только один. С помощью коаксиального кабеля можно соединит не только 2 компьютера между собой, но и более двух, без применения активного оборудования. Такая топология называется шина. Однако если хотябы два узла на одной шине начнут одновременно передавать информацию, то их сигналы наложатся друг на друга и приемники других узлов ничего не разберут. Такая ситуация называется коллизией, а часть сети, узлы в которой конкурируют за общую среду передачи — доменом коллизий. Для того чтоб распознать коллизию, передающий узел постоянно наблюдает за сигналов в среде и если собственный передаваемый сигнал отличается от наблюдаемого — фиксируется коллизия. В этом случае все узлы перестают передавать и возобновляют передачу через случайный промежуток времени.
Диаметр коллизионного домена и минимальный размер кадра
Таким образом чем больше потенциальный размер сегмента сети, тем больше накладных расходов уходит на передачу порций данных маленького размера. Разработчикам технологии Ethernet пришлось искать золотую середину между двумя этими параметрами, и минимальным размером кадра была установлена величина 64 байта.
Витая пара и дуплексный режим рабты
Витая пара в качестве среды передачи отличается от коаксиального кабеля тем, что может соединять только два узла и использует разделенные среды для передачи информации в разных направлениях. Одна пара используется для передачи (1,2 контакты, как правило оранжевый и бело-оранжевый провода) и одна пара для приема (3,6 контакты, как правило зеленый и бело-зеленый провода). На активном сетевом оборудовании наоборот. Не трудно заметить, что пропущена центральная пара контактов: 4, 5. Эту пару специально оставили свободной, если в ту же розетку вставить RJ11, то он займет как раз свободные контакты. Таким образом можно использовать один кабели и одну розетку, для LAN и, например, телефона. Пары в кабеле выбраны таким образом, чтоб свести к минимуму взаимное влияние сигналов друг на друга и улучшить качество связи. Провода одной пару свиты между собой для того, чтоб влияние внешних помех на оба провода в паре было примерно одинаковым.
Для соединения двух однотипных устройств, к примеру двух компьютеров, используется так называемый кроссовер-кабель(crossover), в котором одна пара соединяет контакты 1,2 одной стороны и 3,6 другой, а вторая наоборот: 3,6 контакты одной стороны и 1,2 другой. Это нужно для того, чтоб соединить приемник с передатчиком, если использовать прямой кабель, то получится приемник-приемник, передатчик-передатчик. Хотя сейчас это имеет значение только если работать с каким-то архаичным оборудованием, т.к. почти всё современное оборудование поддерживает Auto-MDIX — технология позволяющая интерфейсу автоматически определять на какой паре прием, а на какой передача.
Возникает вопрос: откуда берется ограничение на длину сегмента у Ethernet по витой паре, если нет разделяемой среды? Всё дело в том, первые сети построенные на витой паре использовали концентраторы. Концентратор (иначе говоря многовходовый повторитель) — устройство имеющее несколько портов Ethernet и транслирующее полученный пакет во все порты кроме того, с которого этот пакет пришел. Таким образом если концентратор начинал принимать сигналы сразу с двух портов, то он не знал, что транслировать в остальные порты, это была коллизия. То же касалось и первых Ethernet-сетей использующих оптику (10Base-FL).
Зачем же тогда использовать 4х-парный кабель, если из 4х пар используются только две? Резонный вопрос, и вот несколько причин для того, чтобы делать это:
- 4х-парный кабель механически более надежен чем 2х-парный.
- 4х-парный кабель не придется менять при переходе на Gigabit Ethernet или 100BaseT4, использующие уже все 4 пары
- Если перебита одна пара, можно вместо нее использовать свободную и не перекладывать кабель
- Возможность использовать технологию Power over ethernet
Не смотря на это на практике часто используют 2х-парный кабель, подключают сразу 2 компьютера по одному 4х-парному, либо используют свободные пары для подключения телефона.
Gigabit Ethernet
В отличии от своих предшественников Gigabit Ethernet всегда использует для передачи одновременно все 4 пары. Причем сразу в двух направлениях. Кроме того информация кодируется не двумя уровнями как обычно (0 и 1), а четырьмя (00,01,10,11). Т.е. уровень напряжения в каждый конкретный момент кодирует не один, а сразу два бита. Это сделано для того, чтоб снизить частоту модуляции с 250 МГц до 125 МГц. Кроме того добавлен пятый уровень, для создания избыточности кода. Он делает возможной коррекцию ошибок на приеме. Такой вид кодирования называется пятиуровневым импульсно-амплитудным кодированием (PAM-5). Кроме того, для того, чтоб использовать все пары одновременно для приема и передачи сетевой адаптер вычитает из общего сигнала собственный переданный сигнал, чтоб получить сигнал переданный другой стороной. Таким образом реализуется полнодуплексный режим по одному каналу.
Дальше — больше
10 Gigabit Ethernet уже во всю используется провайдерами, но в SOHO сегменте не применяется, т.к. судя по всему там вполне хватает Gigabit Ethernet. 10GBE качестве среды распространения использует одно- и многомодовое волокно, с или без уплотнением по длине волны, медные кабели с разъемом InfiniBand а так же витую пару в стандарте 10GBASE-T или IEEE 802.3an-2006.
40-гигабитный Ethernet (или 40GbE) и 100-гигабитный Ethernet (или 100GbE). Разработка этих стандартов была закончена в июле 2010 года. В настоящий момент ведущие производители сетевого оборудования, такие как Cisco, Juniper Networks и Huawei уже заняты разработкой и выпуском первых маршрутизаторов поддерживающих эти технологии.
В заключении стоит упомянуть о перспективной технологии Terabit Ethernet. Боб Меткалф, создатель предположил, что технология будет разработана к 2015 году, и так же сказал:
Чтобы реализовать Ethernet 1 ТБит/с, необходимо преодолеть множество ограничений, включая 1550-нанометровые лазеры и модуляцию с частотой 15 ГГц. Для будущей сети нужны новые схемы модуляции, а также новое оптоволокно, новые лазеры, в общем, все новое
UPD: Спасибо хабраюзеру Nickel3000, что подсказал, про то что разъем, который я всю жизнь называл RJ45 на самом деле 8P8C.
UPD2:: Спасибо пользователю Wott, что объяснил, почему используются контакты 1,2,3 и 6.
Несмотря на то, что оптические кабельные линии связи постепенно становятся доступнее, появляется больше устройств, поддерживающих работу с ними, и в целом работа с этим материалом становится проще, кабели типа витая пара , как и раньше, остаются самым доступным и удобным способом для подключения Интернета.
Порядок при обжимке
Порядок обжима витой пары на 8 проводов RJ-45:
После монтажа нужно проверить, качественно ли сделана обжимка.
Обжим без инструмента
Если обжимника нет, придется задействовать имеющиеся инструменты, например, отвертку. Оплетка снимается простым острым ножом. Нужно действовать бережно, чтобы не испортить целостность изоляции жил. До подходящей длины контакты подрезаются бокорезами.
Чтобы правильно обжать витую пару, провод помещают в разъем и зажимают планкой, чтобы не вырвать по неосторожности. Далее надо уложить разъем на плоскую поверхность и шлицевой отверткой поочередно вдавить контакты, чтобы они продавили изоляцию и врезались в жилы. Теперь стоит удостовериться, что все контакты вдавлены полностью и находятся на одинаковом уровне.
Особенности строения оптического кабеля
Если со строением витой пары или коаксиального провода пользователи часто оказываются знакомы, то о том, как выглядит сетевой оптоволоконный кабель изнутри, знают немногие.
Оптоволокно внутри состоит из множества мельчайших проводков, разделенных специальным покрытием. Каждый такой проводок имеет кремниевый сердечник, через который проходят и проносят данные оптические лучи. Помимо сердцевины, у него есть оптическая оболочка, буферное покрытие и защита.
Оболочка, окружающая сердечник, выполнена из стекла. Свет, отражаясь от него, распределяется по сердечнику, но не покидает пределы провода.
Маркировка
Маркировка интернет-кабеля, нанесенная на него, – это хороший способ понять, что представляет собой провод.
Пример маркировки: NetLink PVC CAT5E UTP 4Pair 24 AWG.
- NetLink – производитель;
- PVC – оплетка ПВХ;
- Cat5E – категория 5Е;
- UTP – без экранирования;
- 4Pair – 4 пары;
- 24 AWG – тип сечения.
Другой пример: Cabeus FTP-4P-Cat.5e-SOLID-OUT
- Cabeus – производитель;
- FTP – защита из фольги;
- 4P – 4 пары;
- 5e – категория 5е;
- Solid – одна жила;
- OUT – для наружного монтажа.
Таким образом, зная характеристики интернетного кабеля, можно по обозначениям на его внешней оболочке понять, что он собой представляет и подходит ли он для задач пользователя.
Материал
Каноничным металлом для провода считается медь. Но она довольно дорога сама по себе, и не всегда нужна для применения. Поэтому в данный момент можно увидеть три основных материала:
- Алюминий. Провод, сделанный из алюминия, значительно легче и дешевле медного. Это все его преимущества, дальше идут только недостатки. Электропроводность алюминия ниже, чем у меди, в 1,7 раз. На небольших участках это не заметно, но на длинных участках, граничащих с максимально допустимыми длинами, это может стать серьёзной проблемой. С алюминиевых проводов со временем могут сползать коннекторы. Материал сильно подвержен коррозии и его применение недопустимо в сырых помещениях или на улице, поскольку из-за повреждения коррозией электропроводность жилы значительно ухудшается. Провод из алюминия не такой гибкий, как медный, поэтому его несколько сложнее монтировать и проще повредить. Идеальное место применения кабеля с алюминиевыми жилами — это сухое помещение, например, квартира или офис, где длины кабеля не превышают половины, разрешённой используемым стандартом. Таким кабелем не получится запитать устройства по технологии PoE (Power over Ethernet). Эта технология позволяет передавать на устройство сигнал и электропитание через данный провод;
- Омеднённый алюминий. Представляет собой алюминиевый кабель с нанесённым на его поверхность медным слоем. Этот кабель тоже значительно легче медного, но уже не так дёшев. Разница с медным кабелем составляет около 15%. Преимущество над кабелем из чистого алюминия заключается в улучшенной электропроводности и защите от коррозии. Но даже несмотря на то, что проводимость уже значительно лучше, чем у алюминиевого, технология PoE плохо работает на таком кабеле;
- Медь. Провод, изготовленный из меди, тяжелее и дороже всех остальных. Но именно она позволяет выжать из использованной технологии всё, что задумано. И именно при медном исполнении пропускная способность витой пары будет максимальна. Сеть, построенная из медного кабеля будет самой качественной и долговечной.
Сечение
Еще один стандарт, на который нужно обратить внимание – это AWG или диаметр сечения жилы. Чем ниже это значение, тем толще и качественнее кабель. В витой паре UTP 5е как правило использован AWG24. В категориях 6 и 7 – AWG 23 и 22.
8 жил
Порядок проводов при прямой обжимке сетевого кабеля выглядит так:
- бело-оранжевый;
- оранжевый;
- бело-зеленый;
- синий;
- бело-синий;
- зеленый;
- бело-коричневый;
- коричневый.
Для перекрестного обжима провода используется схема:
- бело-оранжевый – бело-зеленый;
- оранжевый – зеленый;
- бело-зеленый – бело-оранжевый;
- синий – синий;
- бело-синий – бело-синий;
- зеленый – оранжевый;
- бело-коричневый – бело-коричневый;
- коричневый – коричневый.
Разница в том, что часть пар здесь перекрещены.
Экранирование
Экран защищает кабель сети Ethernet от наружных помех и гасит излучение от самих пар. Он бывает общим для всех пар или персональным для каждой пары.
Известны следующие разновидности:
Обозначение по ISO/IEC 11801 | Общий экран | Экран для отдельных пар |
U/UTP | — | — |
U/FTP | — | Фольгированный |
F/UTP | Фольгированный | — |
STP | Оплетка | — |
SF/UTP | Оплетка, фольгированный | — |
F/FTP | Фольгированный | Фольгированный |
S/FTP | Оплетка | Фольгированный |
SF/FTP | Оплетка, фольгированный | Фольгированный |
Кабель, подключаемый в роутер или используемый для прокладки сети по квартире, обычно вида UTP. Экранированные виды подходят для размещения провода в одной гофре или штробе с электрокабелем, при прокладке линии в непосредственной близости от электропроводки, а также при монтаже снаружи помещений.
Подключение через оптоволокно
Большинство известных провайдеров уже обновили собственные линии и используют оптоволокно и соответствующее оборудование для подключения абонентов. Это удобнее по ряду причин:
- хорошая пропускная способность;
- большая длина магистралей без ухудшения качества сигнала;
- сэкономленное место в шкафах ОЛТ.
Отдельные провайдеры предлагают введение оптоволокна в помещение, что обеспечивает стабильный сигнал высокого качества.
Но даже при вводе оптоволокна в квартиру разводку внутри лучше делать из витой пары. Она дешевле и удобнее в монтаже. Оптоволоконный провод хрупок, боится перегибов. Если его повредить, сигнал пропадет.
По этим причинам в квартиру или дом вводится специальное оптоволокно и подключается в конвертер, а от последнего по помещению разводится витая пара .
Для проведения сети в квартире или офисе применяется витая пара . Оптоволокно дорогое и не является подходящим решением для таких задач. Оно обычно задействовано при подключении многоквартирных или частных домов. Выбирать кабель для разведения в помещении следует согласно потребностям пользователя, предварительно познакомившись с критериями выбора и изучая при покупке маркировку на проводах.
Витая пара – один из самых распространенных видов кабеля в сфере телекоммуникаций. Впрочем, за этим названием скрывается не одна конкретная разновидность целая группа кабелей, имеющих определенные различия в конструкции и предназначении. Об этом мы и расскажем подробнее.
Кабель витая пара – назначение
Чтобы лучше понимать, о чем идет речь, стоит начать с назначения. Витая пара – это тот самый провод в серой оплетке, с помощью которого производится подключение к интернету. Причем его используют не только для того, чтобы провести интернет в квартиру или офис, но и в качестве коммутационного шнура, патч-корда, служащего для подключения отдельных устройств. Самый простой пример: соединение стационарного ПК с роутером или монтаж видеонаблюдения.
Ее высокая популярность обусловлена:
- невысокой стоимостью,
- универсальностью,
- высокой стабильностью передачи сигнала.
Чтобы лучше понять, каким образом при невысокой цене достигается универсальность и поддерживается высокое качество сигнала, следует обратиться к строению кабеля.
Коаксиальный
Этот вид применяется в охранной сигнализации, видеонаблюдении и телевидении. Принцип его работы – трансляция радиочастотных электрических сигналов, при этом сила сигнала тесно связана с длиной магистрали и дистанцией, на которую он будет отправлен.
Коаксиальный кабель может быть тонким и толстым.
Диаметр первого (категория RG-58/U) – до 0,5 см. Он выделяется высокой гибкостью, но сигнал, передаваемый по нему, быстро затухает. Использовать его можно для отправки данных на короткие расстояния, максимальная скорость – до 10 Мбит/с. Волновое сопротивление – главная характеристика, влияющая на качество кабеля и транслируемого сигнала, – 50 Ом.
Диаметр толстого кабеля – 1 см. Он имеет повышенную жесткость и монтируется с помощью дорогого оборудования. Это категории RG-11 и RG-8. Волновое сопротивление первой – 75 Ом, второй – 50 Ом.
Сегодня коаксиальная кабельная продукция все чаще вытесняется витой парой. Последняя дешевле, прокладывать с ее помощью сети проще и быстрее.
По области применения
Различается цветом общей оболочки:
-
– для уличного монтажа. Имеет толстую общую оболочку из полиэтилена. Иногда включает дополнительную жилу из стального тросика для большей прочности или так называемую разрывную нить – капроновую нить, с помощью которой легко и без повреждения экрана вскрывается наружная оболочка.
- Серая – привычная для большинства витая пара для монтажа внутри помещений.
- Оранжевая – кабель, не поддерживающий горение. Применяется на пожароопасных объектах.
Категории витой пары
Помимо различных видов она также делится на категории с цифро-буквенной маркировкой. Всего их 10, и чем выше номер, тем выше надежность и пропускная способность.
- UTP Cat.1 – две жилы без скрутки и экранирования. Устарела, не используется.
- UTP Cat.2 – 4 жилы. Устарела из-за малой полосы пропускания.
- UTP Cat.3 – 8 жил, скрученных попарно. Обеспечивает пропускную способность до 100 Мбит/с. Максимальная длина линии – 100 м. Сейчас, в основном, применяется для прокладки телефонных линий.
- UTP Cat.4 – 8 жил. Пропускная способность – до 16 Мбит/с. Устарела, не используется.
- UTP Cat.5 – 4 скрутки. Максимальная скорость – до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1 Гбит/с – при 4.
- UTP Cat.5E – улучшенная «версия» предыдущей категории. Более тонкий и дешевый кабель, но не менее надежный. Самый популярный в настоящий момент.
- UTP Cat.6E – 4 скрутки без экрана. Пропускная способность – до 10 Гбит/с на линии длиной до 55 м. Вторая по популярности категория.
- UTP Cat.6А – 4 скрутки, S/FTP или F/FTP. Пропускная способность та же, но допустимая длина увеличена до 100 м.
- UTP Cat.7 – аналог прошлой категории с измененной частотной полосой.
- UTP Cat.7A – 4 скрутки, S/FTP или F/FTP. Максимальная скорость – 40 Гбит/с по линии до 50 м и 100 Гбит/с – по линии до 15 м.
Также в настоящий момент идет разработка 8 категории, но в массовое использование она пока не запущена.
Выбор кабеля
Провод выбирается, исходя из условий эксплуатации и применяемой технологии. Стоит выбирать провод категории Cat.5e. Если прокладка будет происходить внутри помещения, то можно выбрать кабель для Интернета — витую пару без экрана U/UTP. Если на кабель возможно воздействие различных наводок, то в зависимости от их силы нужно подбирать экранирование. Для сухого и теплого помещения, где на кабель не будет воздействовать прямой солнечный свет, стоит выбирать оболочку PVC . Для более агрессивных сред и для кабелей, которые будут нести важную функцию, стоит выбирать внешнюю оболочку попрочнее. Для прокладки в грунте нужно выбирать кабель в броне B, а для подвеса C.
Для максимального качества передачи должен применяться одножильный кабель, сделанный из меди. Если высоких скоростей и больших длин кабеля не предусматривается, то можно сэкономить, выбрав алюминиевый или омеднённый тип исполнения.
По методу экранирования
Скручивание жил уменьшает наводки, но полностью не устраняет их, поэтому еще одно отличие кабеля витая пара заключается в наличии одного или нескольких металлических экранов. Об этом свидетельствует маркировка:
- UTP – самый простой и дешевый тип без дополнительного экранирования. Именно он, в основном, используется интернет-провайдерами при проведении интернета в квартиры.
- FTP (он же F/UTP) – кабель с общим экраном из фольги.
- STP (S/UTP) – с общим экраном из металлической оплетки.
- S/FTP – с двойным экраном из фольги и оплетки.
- U/FTP – с фольгированием каждой пары, но без общего экрана.
- S/FTP – с фольгированием каждой пары и общей оплеткой.
- F/FTP – с фольгированием пар и общим экраном из фольги.
- SF/FTP – с фольгированием пар и двойным общим экраном из фольги и оплетки.
Экранированные типы, в частности FTP, обычно используются для создания патч-кордов в локальных сетях с высокой пропускной способностью или монтаже линий с высокой плотностью кабелей.
Категории
Самое широкое распространение получила категория 5e. Именно этим ethernet кабелем соединяется оборудование провайдера и квартирного роутера. Этим же кабелем происходит подключение к маршрутизатору различных устройств, таких как персональный компьютер, телевизор, игровая консоль и т.д. Но категорий на самом деле гораздо больше. Одни уже не используются из-за недостаточной пропускной способности, другие же, наоборот, не применяются в повседневной жизни из-за слишком высокой пропускной способности и, следовательно, дороговизны.
Провод делится на категории, исходя из количества жил, количества витков и используемого частотного диапазона. От этих параметров будет зависеть скорость передачи данных витой пары и то, на какое максимальное расстояние она сможет их передать без потери сигнала.
- Cat.1 – 1 пара работающая на частоте от 0,1 до 0,4 МГц. Применяется для аналоговой телефонной линии и доступа в интернет через модем ;
- Cat.2 – 2 пары работающие на частоте от 1 до 4 МГц;
- Cat.3 – 4 пары работающие на частоте 16 МГц. Применяются для Ethernet стандарта 10BASE-T (скорость 10 Мбит/с) и 100BASE-T4 (100 Мбит/с). Указанная скорость гарантируется при длине кабеля до 100 метров;
- Cat.4 – 4 пары на частоте 20 МГц. Применяется для технологии Token ring и 10BASE-T, 100BASE. Скорость по такой устаревшей технологии не может быть выше 16 Мбит/с. Сейчас уже не применяется;
- Cat.5 – 4 пары на частоте 100 МГц. Применяется в стандарте 100BASE-TX, 100 Мбит/с. Максимальная длина — 100 метров;
- Cat.5e – 4 пары, работающие на 100 МГц по стандарту 1000BASE-T, обеспечивает скорость до 1000 Мбит/с. Максимальная длина витой пары категории 5e для поддержания указанной скорости — не более 100 метров;
- Cat.6 – 4 пары. Частота 250 МГц. Применяется в технологиях Fast Ethernet и Gigabite Ethernet (10GBASE-T). Способен обеспечивать передачу данных до 10 Гбит/с на расстоянии до 55 метров;
- Cat.6e – 4 пары на частоте 500 МГц. применяется в технологии (10GBASE-T) и обеспечивает скорость до 10 Гбит/с на расстоянии до 100 метров;
- Cat.7 – 4 пары, рабочая частота составляет 600 МГц. Используется в технологии (10GBASE-T). Скорость 10 Гбит/с при длине кабеля до 100 метров. Относится не к UTP, а к S/FTP. В нём применяется не только общий экран, но и экран для каждой пары;
- Cat.7a – 4 пары, рабочая частота 1200 МГц. Применяется в Gigabit Ethernet (40GbE, 100GbE) 40 Гбит/с до 100 метров, и 100 Гбит/с до 15 метров.
Определение и устройство
Так что такое витая пара и почему она собственно витая? Дело в том, что этот кабель состоит из скрученных между собой пар проводников. От выбора материала проводника, количества витков, изоляции и наличия экрана зависит пропускная способность, дальность действия и условия эксплуатации шнура. Интернет кабель применяется для соединения устройств и передачи информации по технологии Ethernet.
Основное отличие от остальных кабелей — это то, что один проводник обвивает другой, поэтому кабель и носит такое название. Сигнал подаётся сразу на оба проводника пары, но по одному из них он идёт в противофазе. Получая сигнал по паре проводов, полезный сигнал суммируется (потому что он идёт в противофазе), а помехи вычитаются (они идут в одной фазе). Тем самым можно избавиться от большого количества помех для сигнала. Дополнительно жилы скручивают друг с другом для уменьшения наводок.
Устройство витой пары
Оптимальный кабель для Интернета – витая пара или Ethernet-кабель (так его часто называют из-за одноименного штекера на конце и разъема в технике, куда подключается провод). Именно он позволяет настроить локальную сеть между несколькими устройствами, соединить принтер с компьютером, провести Интернет от поставщика к модему или маршрутизатору.
Такой провод сформирован из двух или четырех пар медных проводников (четырехжильный и восьмижильный).
Внутри каждого проводника есть одна медная жила диаметром 0,4-0,6 мм или множество мелких жил. Первая легче в обжиме и применяется для подключения интернет-розеток. Вторая гибче и предназначена для соединения между собой ПК и прочей техники.
Проверка
После соединения устройства с другими устройствами или подключения к локальной сети нужно проверить, как работает созданная линия. Простейший способ – подключить коннектор Ethernet к ПК и убедиться, что все функционирует.
Профессионалы пользуются кабельными тестерами или LAN -тестерами. Они включают два блока и позволяют выполнить диагностику кабеля, разведенного по различным помещениям. Оба блока имеют порты для установки коннекторов. После подсоединения прибор запускается и проверяет каждую жилу, о чем сообщают светодиоды с порядковыми номерами. Если есть обрыв, то видно, где находится повреждение или выполнен некачественный обжим.
В домашних условиях вместо тестера используется мультиметр. Его ставят на прозвон или на маленькое сопротивление (200 Ом). После этого диагностируют каждый провод одной расцветки на двух размещенных рядом коннекторах. Нужны тонкие щупы, чтобы точно прикасаться к контактам. Для этого их нужно подточить или поставить проволочные наконечники.
Проверить мультиметром кабель со штекерами в различных помещениях тоже легко. В портах соединяемых устройств есть индукционная катушка, соединяющая жилы одной пары, поэтому между ними есть проводимость. Нужно в порт одного из выключенных устройств вставить коннектор, а на втором разъеме продиагностировать проводимость. Для частных линий (до 100 Мбит/сек) требуется прозвонить только две пары.
Сопротивление у пар, как правило, схожее. Если разница большая или значение очень высокое, если линию не получается прозвонить, это сообщает о неправильно выполненном обжиме проводов.
Исполнение проводников
Проводники могут быть одножильными и многожильными.
- Одножильный (Solid). Представляет из себя цельную жилу из одного проводника. Подходит для передачи сигнала на длительные расстояния. Подходит для обжима ручным инструментом;
- Многожильный (Stranded), состоит из нескольких проводников скрученных по спирали. Более гибкий и хорошо подходит для изготовления патч-кордов. Не очень подходит для обжима ручным инструментом.
По каким критериям выбирать кабель
Из всех видов сетевых кабелей для проведения Интернета в квартире, офисе или доме лучше выбирать витую пару категории 5E. При покупке нужно обратить внимание на ряд критериев, иначе плохой провод станет причиной слабого сигнала и постоянной потери связи.
Схемы обжима и выбор нужной
Известны две схемы подключения витой пары (распиновки): прямая (568B) и перекрестная (568A).
Прямая (Straigt) распиновка витой пары соединяет различные устройства. Это схема «роутер-компьютер», «маршрутизатор-телевизор» и т.д. Особенность прямого обжима – идентичное расположение жил в контактах обоих коннекторов.
Перекрестное подключение или кроссовер (Cross – Over) требуется, когда нужно связать однотипную технику. Это схема «роутер – роутер», схема «компьютер – компьютер» и т.д. Особенность в том, что на первом конце кабеля задействован прямой тип, а на втором жилы перекрещиваются.
Вторая схема обжима витой пары на 8 и 4 жилы практически вышла из обращения. Большая часть современной техники автоматически распознает вариант подключения и выбирает подходящий способ коммутации. Скоро обжимать интернет-кабель можно будет только первым способом.
Тип жилы
По типу жилы WLAN провод бывает одножильный или многожильный. В первом случае внутри идет одна толстая жила. Она плохо гнется и применяется для монтажа интернет-розеток. Многожильный провод имеет множество тонких жил. Такой интернет-шнур легко гнется, удобен в монтаже и применяется для соединения разных устройств в помещении. Например, можно подключить в маршрутизаторе в разъем LAN кабель такого типа, провести его к ПК и вставить в сетевую карту.
По материалу изготовления жилы могут быть медными и омедненными. Первый тип надежнее, подходит для сетей длиной до 50 метров. Второй тип дешевле, его сердцевина – это недорогая жила. У нее слабая проводимость, поэтому сверху она покрыта медью. Ток проходит по медной части, это означает, что проводимость практически не снижается.
При выборе нужно учесть, что провод может быть двух типов – CCS и CCA. У первого сердцевина из стали, у второго – из алюминия. Сталь сложнее монтируется, хрупкая. Алюминий почти не отличается от меди, но боится больших дистанций.
Коннектор
Кроме провода, нужно подготовить коммутирующий элемент, он же коннектор или Ethernet-вилка. Часто обозначается как RJ-45.
Многие коннекторы имеют похожее устройство. Их корпус выполнен из прозрачного пластика для визуального контроля за процессом обжима. Сверху есть защелка, позволяющая зафиксировать штекер после установки в порт. Сзади разъем для ввода кабеля, чуть выше, на корпусе – фиксирующая планка, обеспечивающая надежное соединение.
Внутри коннектор состоит из восьми каналов, по диаметру жил. Они идут до торцевой стенки штекера, где находятся 8 раздельных контактов. Изначально они подняты вверх и не препятствуют вводу кабеля через каналы до соприкосновения с торцевой стенкой. На каждом снизу заостренные выступы.
При обжиме контакты опускаются вниз, прокалывают изоляцию и устанавливают соединение с жилами. Они утапливаются вровень с поверхностью разъема и образуют контактные площадки для подключения к порту роутера, ПК или иного устройства.
Некоторые коннекторы имеют вспомогательные вставки, облегчающие правильное заведение жил на свои позиции под контакты.
При покупке коннекторов стоит купить и защитный колпачок. Он стоит дешево, но защитит LAN -кабель от перегиба, защелку – от поломки, а порт и штекер – от попадания пыли.
Количество жил
Кабель включает в себя одну жилу (одножильный) или их ряд (многожильный). Первый тип плохо изгибается, но обладает лучшими свойствами, отвечающими за дальность передачи сигнала. Его проще опрессовать, зафиксировать, он практически не гнется. Оптимален для подсоединения интернет-розеток.
Провод с множеством шнуров-жил лучше гнется, но отличается высоким затуханием при трансляции сигнала. Плохо обжимается, потому что есть риск нарушить изоляцию. Трудно помещается в коннектор и применяется там, где требуется гибкость, например, при соединении роутера и ПК или двух компьютеров.
Секреты из практики по монтажу
Несколько советов по разводке кабеля для интернета и обжимке витой пары:
- Расправлять жилы и размещать удобнее всего карандашом или ручкой. Провода разглаживаются и размещаются тесно друг к другу, что и требуется для их установки внутрь коннектора.
- В коннектор должна входить и быть зажата изоляция кабеля. Она позволит избежать возможного обрыва разъема.
- После обжима коннектора нужно удостовериться, что провода сидят в разъеме плотно, до упора. Это позволит избежать плохого контакта.
Если есть возможность, лучше приобрести кримпер или попросить у кого-нибудь. Им удобнее пользоваться, чем обычным ножом, к тому же он не нарушит изоляцию жил.
Обжим витой пары можно выполнить своими силами, если знать порядок действий и понимать, что для этого требуются. Важно все сделать качественно, иначе некачественное соединение станет причиной плохого сигнала и регулярных обрывов связи.
Системный администратор. Менеджер по продажам компьютеров и wi-fi оборудования. Опыт работы – 10 лет. Знает о «железе» и софте все и даже больше.
Для проведения Интернета в дом, прокладки локальной сети, соединения компьютера с маршрутизатором необходим специальный провод. Чтобы выбрать хороший интернет-кабель, нужно знать, какие его виды существуют, для решения каких задач они предназначены, а также какие у них характеристики.
Витая пара
Этот сетевой кабель – подходящее решение при проведении локальных сетей. Он состоит из двух или четырех скрученных между собой пар проводов. Каждые два провода, соединенные попарно, задействованы лишь для отправки или для приема сигнала.
Принцип работы витой пары – соединить два узла и использовать разделенные среды, чтобы передавать данные в разных направлениях.
Витая пара объединяет в одну сеть технику на удалении до 100 метров. Ввиду ее низкой цены и простоты в использовании именно ее все чаще выбирают для формирования локальных вычислительных сетей (ЛВС) и проведения Интернета в помещении.
Экранирование
Кабель бывает экранированный и неэкранированный. Для использования дома вполне пригоден без экранирования. Тип экрана выбирается, исходя из внешних условий и возможных наводок на провод.
- U/UTP — без экрана, применяется в домах и офисах, где нет сильных наводок;
- FTP (F/UTP) – с экраном, сделанным из фольги;
- STP (S/UTP) – экранирование происходит за счёт медной оплетки поверх всех пар;
- S/FTP, SF/UTP – фольга на каждой паре и все пары поверх экранированы медной оплёткой;
- U/FTP – каждая пара экранирована фольгой;
- F/FTP – фольга на каждой из пар и общий фольгированный слой;
- SF/FTP – этот вид кабеля имеет три экрана. Каждая пара экранирована фольгой, дополнительно фольгой экранированы все пары вместе и поверх экранированы медной оплёткой.
Слой из фольги предохраняет от окружающей среды и окислов. Медная оплётка предназначена для защиты кабеля от электромагнитных наводок.
Сравнение оптоволокна и витой пары
Чтобы определить, какой провод под Интернет лучше приобрести – оптоволокно или витую пару, нужно решить, в каких условиях он будет использован.
Для обычного соединения компьютера в сеть хорошо подойдет витая пара . Она стоит недорого, прокладывается легко, скорость передачи достаточная для дома и офиса. Такой компьютерный кабель для Интернета хорошо гнется и может быть протянут в самых неудобных местах. Если случайно он будет поврежден, то его несложно заменить, ведь цена очень низкая.
Оптоволокно для дома и офиса стоит дорого за счет оборудования, применять его в роли провода для локальной сети неоправданно. Главное достоинство – значительная скорость передачи информации – не оправдает затраты, так как несколько компьютеров не способны создать такой трафик, на который оно рассчитано. Оптоволокно используют для проведения Интернета к населенным пунктам или многоэтажным домам. Оно не боится помех на линии и больших расстояний, поэтому хорошо подходит для таких задач.
Таким образом, к многоэтажному или к частному дому обычно подходит оптоволоконный кабель. А внутри здания уже идет разводка при помощи витой пары.
Оптоволокно
Оптоволокно – это наиболее быстрый способ передачи информации на сегодня.
Среди его достоинств:
- высокая пропускная способность;
- долгий срок службы;
- быстрое определение несанкционированного подключения, что делает сеть более безопасной;
- высокое шумоподавление, хорошая защита от помех;
- быстрая передача данных.
Оптоволоконные сетевые провода используют метод передачи световых лучей с применением полного внутреннего отражения. Важное преимущество такого кабеля для подключения к Интернету – это отсутствие ограничений на протяженность магистрали. Именно поэтому он может соединять существенно удаленные объекты.
Само оптоволокно стоит недорого, но оборудование для него имеет очень высокую цену.
Схема обжима
Для обжима кабеля используются коннекторы RJ-45.
Так их прозвали в народе, правильное название этих разъёмов 8P8C.
Обжим витой пары подробно расписан в другой статье, он происходит по прямой или обратной схеме. В основном используется первый вариант. Эти стандарты обозначены на схеме.
Иногда может потребоваться перекрёстный обжим (кросс), он применяется для соединения одинаковой техники, например, компьютер-компьютер, роутер-роутер и тд.
Системный администратор. Менеджер по продажам компьютеров и wi-fi оборудования. Опыт работы – 10 лет. Знает о «железе» и софте все и даже больше.
Если пользователь желает создать дома локальную сеть, чтобы иметь общий доступ к файлам со всех устройств, у него могут возникнуть проблемы с обжимом витой пары на 8 жил или 4 жилы.
Витая пара – это кабель из скрученных проводов из меди или латуни в оплетке. Она создана для передачи сигнала между техникой и подсоединяется через разъемы Ethernet. Может быть с защитой. Последняя выполняется из фольги или проволочной оплетки и бывает общая и попарная. Первая покрывает кабель полностью, вторая – раздельные пары.
Витая пара делится на несколько типов:
Название по ISO/IEC 11801 | Общее экранирование | Попарная защита экраном |
U/UTP(UTP) | Нет | Нет |
U/FTP | Нет | Фольга |
F/UTP (FTP) | Фольга | Нет |
S/UTP (STP) | Оплетка | Нет |
SF/UTP (S/FTP) | Оплетка, фольга | Нет |
F/FTP | Фольга | Фольга |
S/FTP | Оплетка | Фольга |
SF/FTP | Оплетка, фольга | Фольга |
Неэкранированный кабель (UTP) не уступит другим по качеству трансляции сигнала, но под воздействием электромагнитных помех связь существенно ухудшается. Его не стоит размещать поблизости от электрической проводки.
В кабеле с индивидуальным экраном (FTP) раздельные пары защищены фольгой, что делает сигнал невосприимчивым к внешним помехам или перекрестным между парами. Может находиться рядом с электропроводкой.
STP (S/UTP)– экранирование происходит за счёт медной оплетки поверх всех пар.
- U — экран отсутствует;
- F — применяется фольга;
- S — металлическая оплетка внешнего экрана.
Кабель с общим экраном (F/UTP, S/UTP, SF/UTP) обеспечивает хорошую защиту от наружных электромагнитных воздействий.
Интернет кабель с обоими видами экранов защищает как от внешних воздействий, так и от перекрестных, между парами. Это виды кабеля F/FTP, S/FTP, SF/FTP.
По типу жил
- Одножильный – каждый провод состоит всего из одной медной жилы толщиной 0,3-0,6 мм. Главный недостаток – низкая износостойкость. При периодическом изгибании в одном и том же месте медные проводники быстро ломаются.
- Многожильный – каждая жила состоит из множества тончайших проволочек и не ломается при сгибании и скручивании, однако из-за небольшого сечения проводников сигнал в них затухает быстрее, поэтому общая длина кабеля не может быть больше 100 м.
Число жил
Провод состоит из жил. Количество этих жил должно быть кратно 2. На данный момент существуют кабели с одной парой – 2 жилы, с двумя парами – 4 жилы и четырьмя парами – 8 жил.
Устройство сетевого кабеля
Разные виды кабелей для Интернета имеют различную структуру. Проще всего устроен коаксиальный. Наиболее совершенная конструкция у оптоволоконного провода.
Оболочка
В зависимости от места использования кабеля, используется несколько разновидностей оболочки.
- PVC – пластиковая оболочка, используется для прокладки внутри помещений;
- PE – слой из полиэтилена. Более прочная, чем оболочка из пластика, может использоваться для прокладки на улице;
- PP – полипропиленовый слой, устойчивый к внешней среде и температуре до 140 градусов Цельсия;
- FR – защита, способна находится в открытом огне до 180 минут;
- LS – при горении кабеля выделяется минимум дыма;
- ZH – не токсична при горении;
- B – броня, применяется при прокладке кабеля в грунте;
- С – провод с силовым элементом, используется при подвесе кабеля.
Категория и защитная оболочка
Категория кабеля имеет важное значение при обжиме кабеля для подключения Интернета или настройке локальной сети. Нужно задействовать категорию не ниже CAT 5. Посмотреть номер можно на оболочке. Всего есть 7 категорий:
Категория | Количество пар | Пропускная способность, МГц | Скорость передачи данных, Мбит/с |
CAT 1 | 1 | 0,1, используется в телефонной связи | — |
CAT 2 | 2 | 1 | 4 |
CAT 3 | 4 | 16 | 10 и 100 |
CAT 4 | 4 | 20 | 20 |
CAT 5 | 4 | 100 | 100 |
CAT 5E | 4 | 125 | 100 (2 пары), 1 Гбит/с (4 пары) |
CAT 6 | 4 | 250 | От 1 до 10 Гбит/с |
CAT 7 | 4 | 600 | До 10 Гбит/с |
Форма, оплетка и цвет витой пары имеют значение. Классический кабель получил серую расцветку. Он сделан из ПВХ, обозначается буквами PVC . Применяется в помещениях, дешев, но боится огня и подвержен воздействию жары или холода.
Из полиэтилена (обозначение – PE) делают кабель для прокладки снаружи помещений. Он не боится температурных перепадов и влаги, часто оснащен несущим тросом для натяжения кабеля между опорами, без опасения нарушить целостность жил.
Оранжевый или ярко-красный сообщает, что кабель не горит. Он изготовлен из малодымного безгалогенного компаунда (маркировка – LSZH). Используется в помещениях, где высокие требования к пожарной безопасности. Такой кабель дороже, чем стандартный PVC , но более долговечен и безопасен.
По форме провод бывает круглым или плоским. На технические характеристики это не влияет.
Витая пара состоит из 2 или 4 пар (4 или 8 проводов соответственно). Если скорость Интернета до 100 Мбит/сек, достаточно 2 пар. Если же скорость от 100 Мбит/сек до 1 Гбит/сек, то задействуют все 8 контактов.
Преимущества применения
Преимущества использования перед другими типами кабелей:
- Доступность;
- Простота монтажа благодаря небольшой толщине и гибкости кабеля;
- Удобство работы с кабелем, поскольку для этого не требуется дорогого оборудования;
- Прочность и долговечность.
Существует много видов витой пары. Она может отличаться по количеству жил, наличием или отсутствием экранирования и типом оболочки. Каждый из этих видов подходит для определённой технологии и условий эксплуатации.
Инструменты
Чтобы обжать интернет-кабель в домашних условиях, нужны не только провод и коннекторы, но и специфический инструмент.
Кабель
От правильного выбора кабеля зависит стабильность передачи сигнала. Нужно подбирать витую пару категории CAT 5E и выше, желательно – с четырьмя парами. Более долговечным и надежным будет провод в несгораемой оплетке. Плоский или круглый, значения не имеет.
Нужно учесть, где будет расположен провод. Если он не убирается в кабель-каналы и просто протянут по помещению – подойдет тип UTP, иначе нужно рассмотреть более дорогие типы провода с общим экраном или защитой пар.
Если нужно соединить кабелем два ПК или роутер и ПК, то выбирается многожильный провод, но для удобства обжима лучше использовать одножильный. Для розеток – с одной жилой.
Инструмент для обжимки
Для обжима витой пары применяется инструмент:
- Кримпер. Это клещи для опрессовки. Чтобы обжать коннектор, в них помещают край проводов, затем устанавливают разъем в гнездо на инструменте и сжимают рукоятки до щелчка. Клещи нужны большие (легкие клещи быстро ломаются), но удобные и нетяжелые, чтобы не уставала рука. Половинки кримпера должны быть ровные по отношению друг к другу, иначе штекер сломается в процессе обжима провода.
- Стриппер. Инструмент для обрезания кабеля, снятия изоляции или иных действий с нею. Гораздо удобнее, чем простой канцелярский нож.
- Тестер или мультиметр для диагностики обжима.
Для обжима необязательно использовать профессиональный инструмент, особенно если прокладка провода будет выполнена разово. Но с ним выполнить задачу будет легче, а результат будет выше.
Основные виды
Существует три вида кабеля для Интернета: коаксиальный, оптоволокно и витая пара.
4 жилы
Четырехжильное подключение характерно для прямой схемы обжимки витой пары на 4 жилы. Оно позволяет передавать информацию со скоростью до 100 Мбит/сек. Коннектор остается прежним, с восемью каналами, но для уменьшения стоимости сети задействован провод с четырьмя контактами.
Порядок цветов для прямого обжима:
- бело-оранжевый;
- оранжевый;
- бело-зеленый;
- пусто;
- пусто;
- зеленый;
- пусто;
- пусто.
Перекрестная распиновка Ethernet-кабеля или кроссовер с четырехжильным проводом:
- бело-оранжевый — бело-зеленый;
- оранжевый — зеленый;
- бело-зеленый — бело-оранжевый;
- пусто;
- пусто;
- зеленый — оранжевый;
- пусто;
- пусто..
Устройство и разновидности
Имеет кабель витая пара устройство следующего типа: внутри общей оболочки из ПВХ находится 4 или 8 медных проводов в индивидуальной изоляции, помеченной цветовой маркировкой. Жилы внутри идут не напрямую, а скручены попарно – этим и обусловлено название. Это необходимо для того, чтобы снизить негативное влияние электромагнитных помех от одного провода на другой. Более того, различные пары жил имеют разное количество и разный шаг витков, что также влияет на снижение уровня помех, но уже не в одной паре, а между ними.
Такое строение – наиболее распространенное, но некоторые разновидности витой пары имеют гораздо более сложное устройство и различаются по одному или нескольким аспектам. По ним же можно произвести и разделение их на виды.
По форме сечения
- Круглый.
- Плоский – для прокладки под ковролином и другими покрытиями. Менее устойчив к помехам.
Какой кабель витая пара лучше?
Ответить на этот вопрос и просто и сложно одновременно. С одной стороны, можно однозначно сказать, что экранированный кабель лучше неэкранированного. С другой – вместе с ростом надежности и защищенности растет и цена за 1 м, при этом переплачивать за надежность стоит далеко не всегда.
Резюмируя, можно сказать, что для домашнего использования витой пары Cat.5e более чем достаточно. При профессиональном же монтаже следует руководствоваться спецификациями категории и общими условиями на объекте, где производится монтаж.
Категория
Всего существует 7 категорий провода.
Нужно помнить, что категория сообщает лишь о качестве Internet кабеля.
Ошибочно считается, что смена провода позволит изменить частоту, на которой он работает. Это неверно. Кабель действует на частоте сетевого оборудования. Замена высококачественной пятой категории на шестую не увеличит скорость передачи сигнала и состояние связи.
Строение коаксиального кабеля
Коаксиальный провод имеет центральную жилу. Вокруг нее нанесен толстый изоляционный слой, сверху алюминиевая или медная оплетка. Поверх всей конструкции сделана общая изоляция.
Типы проводников
Провод изготавливают из разных материалов с различной толщиной. И от их качества и сечения сильно зависит цена.
Использование специальных самообжимающихся коннекторов
Существуют самообжимающиеся коннекторы, не требующие для обжима витой пары из 8 жил других инструментов, кроме используемых для удаления оплетки и изоляции.
Принцип обжима с помощью таких конструкций прост. Нужно открыть коннектор и сверху завести в пазы жилы (разъемы раскрашены в разные цвета, поэтому ошибиться с правильным расположением невозможно). Затем закрыть половинки. Провода будут надвинуты на ножи контактов. Теперь коннектором можно пользоваться.
Маркировка
Характеристики, которые должны поддерживать сетевые кабели связи, и в каких условиях, описаны в стандарте iso 11801 (редакция 3). Но для обычного пользователя, и даже для монтажника кабельных сетей эти знания избыточны. Для построения качественной локальной сети достаточно описанных здесь параметров.
Чтобы понять, какая маркировка для витой пары используется в настоящий момент, можно просто взять кусок кабеля и посмотреть, что же на нём написано.
Из изображения видно, что на кабеле указана следующая информация:
- U/UTP – это информация об используемом экране, здесь его нет;
- Cat 5e – категория кабеля. Эта витая пара поддерживает максимальную скорость в 1Гбит/с на расстоянии до 100 метров;
- PVC – используется пластиковая оболочка для прокладки внутри помещений;
- 4x2x0,48 – кабель состоит из четырех пар. Диаметр жилы составляет 0,48 мм. Может быть использована другая маркировка, где вместо диаметра указывается значение AWG, например, 4x2x24AWG;
- SOLID – каждая жила состоит из одного проводника;
- Verified to ISO/IEC 11801 – соответствие указанному стандарту;
- 07/16 – дата выпуска;
- 284m — оставшийся или израсходованный метраж кабеля.
Выбор провода
При выборе витой пары для домашней сети или подключения к Интернету рекомендуется использовать кабель категории CAT5E. Подойдут CAT6 и CAT7, но без особой потребности платить за них не требуется.
При планировании локальной сети рекомендуется сразу же закладывать кабель с четырьмя парами жил. Двух пар хватит при скорости до 100 Мбит/сек, но если в дальнейшем скорость будет увеличена, потребуется протягивать провод заново.
Для интернет-розеток подходит одножильный кабель, для соединения ПК, роутеров и ПК – многожильный.
Если кабель размещен вдали от электропровода, то подойдет тип UTP. Иначе нужно посмотреть на типы витой пары с экраном, защищающим от внешних помех.
Сечение
Чем толще сечение жилы витой пары, тем больше можно пропустить по нему информации, и тем выше дальность передачи. Деление на категории уже само подразумевает то, что для выбранной категории кабеля будет выдержано требуемое сечение провода. Для маркировки сечения проводника придумана маркировка – AWG. На русский язык эта аббревиатура переводится как – Американский калибр проводов. Если говорить упрощённо, то для каждого значения AWG есть свой диаметр жилы и площадь её поперечного сечения. Для одножильного и многожильного кабеля эти значения будут разными.
Для категории Cat.5e стандарт — 24AWG. Это означает что для его полноценной работы диаметр каждого провода должен составлять 0,511 мм, что означает площадь поперечного сечения 0,205 кв. мм.
Читайте также: