Несмотря на интенсивное развитие беспроводных технологий, кабельные линии передачи данных все еще остаются наиболее надежным, помехозащищенным, и относительно недорогим решением для организации масштабируемых компьютерных сетей с контролем доступа. Выбор витой пары при проектировании и прокладке таких сетей является одной из основных задач.. Несмотря на кажущуюся простоту проводных технологий, трудности, которые возникают при выборе витой пары, могут поставить в тупик многих, поскольку сэкономить, и в то же время обеспечить работоспособность сети длительное время с гарантированным устойчивым соединением ее активных компонентов будет достаточно трудно. Более того, интенсивное развитие технологий передачи данных приводит к тому, что оборудование, работающее на скорости 100 Мбитс постепенно вытесняется оборудованием 1000 Мбитс, соответственно, при проектировании СКС необходимо заложить определенный запас прочности, т.к. рост скорости предполагает усиленное внимание к качеству линий. Поэтому при выборе витой пары нужно учесть следующие факторы:
Параметры витой пары, которые необходимо учитывать при проектировании СКС, следующие:
Основное различие категорий витой пары - это частота передаваемого сигнала, что, в свою очередь, определяет качество и скорость передачи данных. Категории 5 и 5е работают в полосе частот до 100 МГц. С использованием кабеля категории 5е скорость передачи данных, при этом, может составлять до 1 ГБит/с, поэтому Кабель этой категории, в данный момент, является наиболее распространенным для прокладки компьютерных сетей.
Категории 6 и 6a применяются для сигнала с частотами 250 и 500 МГц соответственно. Такой сигнал позволяет организовать передачу данных со скоростью до 10 Гбит/с на расстояния до 50 метров. В дальнейшем планируется использовать его для передачи данных со скоростью до 40 Гбит/с. Однако такие параметры скорости узкоспециализированы, и использование шестой категории кабеля для прокладки сетей сложно назвать экономически оптимальным вариантом.
Материал жил витой пары
Жилы витой пары могут быть медными, или омедненными. Разница, как обычно, в цене и качестве. Проводимость меди выше, но и кабель с медными жилами стоит дороже. Омеднение жил производится с расчетом на скин-эффект. Его суть состоит в том, что при высоких частотах передаваемого сигнала, большая часть тока протекает по поверхностному слою проводника. Однако, несмотря на то, что у омедненного кабеля много противников, мало кто учитывает, что омеднение омеднению рознь, и плакированный алюминий кабеля Hortex может стать хорошей альтернативой медному кабелю. Качественная плакировка позволяет добиться показателей близких к параметрам медного проводника. Все дело в технологии производства и процентном содержании меди в проводнике кабеля. В то время как большая часть производителей витой пары применяют технологию CCA (copper clad aluminum - алюминий, плакированный медью), производитель кабеля Hortex использует технологию CCAG (Copper Clad Aluminum and Argentum Powder - Алюминий плакированный медью, с использованием серебряной пудры). Данная технология позволяет добиться более качественного омеднения алюминия, по сравнению с CCA, что существенно повышает проводимость витой пары. А вот цена такого кабеля, по сравнению с медными аналогами, отличается в приятную сторону.
Экранированная витая пара
При пролегании витой пары вблизи линий электропитания, мощных источников электромагнитного излучения, или аппаратуры создающей сильные электромагнитные помехи, такие факторы как качество изоляции и экранирование кабеля, приобретают дополнительное значение. Как правило, для предотвращения наводок, и потерь сигнала, сетевой кабель прокладывают не ближе 15 см от бытовой электропроводки, однако для каждого конкретного случая расстояние определяется отдельно.
При наружной прокладке кабеля, или вблизи сильных источников ЭМИ, рекомендуется использовать экранированный кабель. Маркировка экранированного кабеля следующая:
Особенности внутренней и внешней прокладки. Различия материалов изоляции .
Разобравшись с различными характеристиками витой пары, пришло время разобраться с самым главным вопросом - что, куда, и как прокладывать. Какой именно кабель выбрать для прокладки локальной сети.
Прежде всего, следует учесть температурный режим. Изначально, все добросовестные производители витой пары (такие как, например, Larex, Sofetec, и Hortex) используют для внешней оболочки материалы, способные выдержать значительные перепады температур. Наиболее популярным материалом является ПВХ. Он практически по всем параметрам, в том числе и противопожарным, подходит для помещений, но не годится для наружного использования. Это объясняется тем, что ПВХ, усиленный пластификаторами и разными химическими добавками, переносит перепад температур, изгибы и растяжения, но является влагопроницаемым и неустойчивым к УФ материалом. Для наружной прокладки в основном используется светостабилизированный полиэтилен. Этот материал устойчив к температурным перепадам, влагонепроницаем, а светостабилизация делает его устойчивым к ультрафиолетовому излучению. Двойная оболочка кабелей, Sofetec, и Hortex обеспечивает повышенную прочность и устойчивость к внешним факторам.
Для воздушной прокладки, обратите внимание на наличие дополнительного несущего элемента (троса или проволоки). Он примет на себя все нагрузки, и не позволит кабелю оборваться.
При прокладке домашней, или небольшой офисной сети нужно учесть следующие требования:
Как выбрать качественную витую пару
С параметрами и условиями внешней среды все ясно. А как же выбрать и купить витую пару , которая подойдет к конкретным условиям прокладки, и что при этом она будет нужного качества? Самый простой вариант - взять с собой того, кто знает, что к чему. В противном случае, полагаться придется на собственные знания.
Результат выбора некачественного или нестандартного кабеля только один: пропадание сигнала, и, как следствие, нестабильная работа сети. Если жилы тоньше стандартных, то контакт в модуле (сетевой разъем) может полностью отсутствовать. Некачественная изоляция может потрескаться и/или рассыпаться, и, если кабель проложен снаружи здания, то под изоляцию будет попадать вода, которая рано или поздно может оказаться в сетевом оборудовании. Если кабель проложен в помещении, то разрушение изоляции сделает кабель более уязвимым к механическим повреждениям. Некачественное омеднение снижает токопроводящие свойства жил.
Для того чтобы быть уверенным в качестве кабеля, рекомендуем обратить внимание на торговые марки Larex , Sofetec и Hortex . Жила строго соответствует стандарту толщины, двойная оболочка, качественное плакирование: все это выгодно отличает указанные торговые марки от продукции других производителей. Несмотря на то, что Larex и Sofetec плакируются по технологии CCA, и параметры этого кабеля несколько ниже по сравнению с медью, при соблюдении стандартов и требований к прокладке кабеля, свойства кабеля данных торговых марок обеспечат достаточный запас прочности и надежности СКС. Кабель Hortex, плакированный по технологии CCAG с большим процентным содержанием меди, в свою очередь, наиболее приближен по своим электрическим параметрам к медным кабелям и имеет сопротивление жилы ≈140 Ом/км. Так же, кабели марок Larex, Sofetec и Hortex имеют все необходимые сертификаты и соответствия стандартам качества, и противопожарной безопасности.
Особенности и специфика выбора кабеля для решения разных задач
Основные требования, которые ставит проектировщик СКС, сводятся к стабильной работе сети, минимизации потерь, и максимальному строку службы сети. Задачи, решение которых требует выполнения вышеозначенных требований, различны. Для наиболее типичных проектов небольших офисных или домашних сетей, при соблюдении правил прокладки, достаточно будет купить витую пару UTP кабель как при прокладке к роутеру, так и от роутера к компьютеру. Для более крупных офисных сетей так же предпочтительнее использовать UTP, поскольку при использовании экранированного кабеля возникают дополнительные трудности с заземлением экрана: согласно стандартам ANSI/TIA/EIA-568-A и международного стандарта ISO/IEC 11801 экран должен быть заземлен с обоих концов на шине телекоммуникационной системы заземления. Именно в связи с трудностями заземления, FTP рекомендуется использовать при прокладке межсерверных, внутрикластерных линий в пределах общего контура информационной "земли", либо в пределах разных контуров, но с выполнением всех требований к контурам заземления информационных цепей.
Витую пару так же используют для создания систем видеонаблюдения. По ней передается видеосигнал, и рекомендуется использовать экранированный кабель, особенно если питание на видеооборудование подается дистанционно.
Независимо от типов задач, и требований, возлагаемых на кабель, в первую очередь он обязан соответствовать стандартам и иметь сертификаты качества, что гарантирует его работоспособность в любых сегментах структурированных сетей и сетевых протоколах. Поэтому, если бюджет не позволяет использовать медный кабель, не стоит использовать продукцию безымянных производителей. Несмотря на то, что стоимость такого кабеля существенно ниже, экономия будет сомнительной, если через год кабель придется полностью менять. Кабели торговых марок Larex, Sofetec и Hortex, позволяют оптимизировать бюджет на прокладку кабельных линий, и гарантируют высокое качество продукции, что позволяет использовать кабель для решения широкого спектра задач.
Интересный факт: Впервые трансатлантический телефонный кабель был проложен в 1858г. от залива Валеншиа (Ирландия) до острова Ньюфаунленд (близ берегов Канады). До этого телеграфный кабель уже широко использовался как на суше, так и на море: в частности, соединял Францию и Англию через пролив Ла-Манш. Масса трансатлантического кабеля был настолько велика, что его везли одновременно два судна. Суда дошли до середины Атлантического океана, где разошлись в разные стороны и через несколько месяцев первый трансатлантический кабель был успешно проложен. По обе стороны океана поднялась невероятная эйфория, многие желали немедленно отправить телеграмму за океан за любые деньги. Но из-за просчетов в изоляции кабеля прошли только первые короткие телеграммы. Понадобилось еще несколько лет и несколько неудач, пока в 1866 г. удалось проложить нормально работающий кабель.
Слова витая пара - это дословный перевод с английского языка термина телефонный кабель. В телефонном кабеле жилы скручены/свиты попарно, т.к. подобная конструкция обеспечивает уменьшение электромагнитных помех от внешних и взаимных наводок. В Советском Союзе попарный свив токопроводящих жил применялся, в частности, в кроссовом проводе (марка ПКСВ) и в более широко известном телефоном кабеле марки ТПП (соответствует 3-ей категории витой пары). Кстати, кабель ТПП до сих пор является основной составляющей в телефонных сетях стран СНГ. На Украине более скоростной и надежный телефонный кабель из оптоволокна соединяет пока только областные центры и отдельные особо важные объекты.
Поскольку основное назначение витой пары - это телефонные линии, - то количество пар в витой паре может быть до 1000, а диаметр жил от 0,4 до 0,64 мм. Т.е. все как и у нашего кабеля ТПП. Американская классификация телефонного кабеля по категориям со временем оказались самой удобной и большинство заводов мира при выпуске телефонного кабеля все чаще используют американские термины и стандарты. Этим, например, объясняется то, что стандартная длина бухты кабеля "витая пары" равна 305 м, что соответствует 1000 футам.
С появлением оптоволокна медный телефонный кабель свитый попарно во всем мире уже отходит в прошлое. Вместе с тем, уже при нашем поколении мы видим, как термин витая пара (телефонный кабель) фактически трансформировался исключительно в 4-парный кабель для компьютерных сетей.
Понятие категория витой пары связано, в первую очередь, со скоростью передачи информации. Ни внутренняя конструкция кабеля, ни материалы и т.п. не определяют напрямую категорию кабеля. Материалы и конструкция должны обеспечивать необходимые технические характеристики: скорость, долговечность, максимальное расстояние передачи и т.п. На сегодня в мире стандартизировано семь категорий витой пары. Наибольший объем при прокладке новых сетей занимает пока кабель 5-ой категории.
Скорость передачи сигнала напрямую зависит от частоты колебаний тока. Каждое колебание - это есть передача какого-либо сигнала/значения. Таким образом, чем выше частота, тем выше скорость. Именно поэтому в стандартах категории кабеля указывается частотный диапазон, в котором данный кабель может работать. Другие факторы: например, класс оборудования или качество кабельных сетей,- могут только поддерживать заданную частоту/скорость, а в худшем случае будут создавать помехи.
| Категории витой пары, характеристики. | |
 |
CAT1 - полоса частот 0,1 МГц. В СССР техническое название ТРП - "лапша". Применяется и сегодня при прокладке провода от щитка в квартиру. |
 |
CAT2 - полоса частот 1 МГц (скорость передачи примерно 4 Мбит/с). Используется и сейчас для соединения телефонных аппаратов с телефонной коробкой. |
 |
CAT3 - полоса частот 16 МГц (скорость передачи 10 Мбит/с или 100 Мбит/с на расстоянии не дальше 100 м) |
| CAT4 полоса частот 20 МГц (16 Мбит/с). Не используется. | |
 |
CAT5 (более ранняя модификация - CAT5е) - полоса частот 100 МГц (100 Мбит/с). 125 МГц (100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар). Кабель данной категории получил самое широкое распространение. |
 |
CAT6 полоса частот 250 МГц (1000 Мбит/с что соответствует 1Гбит/с) |
| CAT6a полоса частот 500 МГц (10Гбит/с). Добавлен в стандарт в феврале 2008 года. | |
 |
CAT7 полоса частот 600-700 МГц (10 Гбит/с) пока утверждена только международным стандартом ISO 11801 |
Справочно: один сигнал (точка или тире) в информатике называется один бит. Каждый электрический сигнал (импульс) означает точку/тире в телеграфе или ноль/один в двоичной системе компьютера. Набор из нескольких бит образует какое-либо смысловое значение (буква, цифра и т.п.) и называется байт. Современные компьютерные программы чаще используют 16-битную систему: каждый набор из 16 бит соответствуют одному конкретному значению. Очевидно, что чем больше бит в одном байте - тем больше комбинаций смысловых значений можно сформировать в таком стандарте. Уже применяются компьютера с 32-битными системами кодирования данных и разрабатывается 62-битная система кодирования. Во многих "простых" случаях по прежнему используются и старые стандарты на 6,8 и 9 бит.
U/UTP - неэкранированный кабель (ранее – “UTP”)
F/UTP - кабель с общим экраном всех пар (ранее – “FTP”)
SF/UTP -кабель с общим двойным экраном сердечника из алюминиевой фольги + «плетёнки» из луженных медных проволок (ранее – "S-FTP”)
U/FTP – кабель с отдельным экраном каждой пары (ранее – “STP”)
F/FTP – кабель с отдельным экраном каждой пары, а так же общим экраном всех пар из алюминиевой «фольги»
S/FTP - кабель с отдельным экраном каждой пары, а так же общим экраном всех пар из лужёных медных проволок (ранее – “S-STP”)
Как видите, основное различие - это наличие и вид экрана. Экран в витой паре служит для защиты сигнала от внешних помех. Например, когда не возможно проложить витую пару отдельно от силовых кабелей.
Кроме этого, каждый производитель может добавлять и другие обозначения в зависимости от конструкции кабеля, например:
Моножила (англ. solid) или многопроволочная жила (англ. patch). Наибольшее распространение, как более дешевая, получила множила. Многопроволочная жила применяется в местах прокладки, где возможны частые изгибы кабеля, а также для изготовления патч-кордов. Патч-корд - это кусок кабеля определенной длины c джеками на концах для соединения двух цифровых устройств.
Диаметр жилы. От 0,4 до 0,64 мм. По стандарту в 5-ой и 6-ой категориях используются жилы диаметром не менее 0,51 мм или 24AWG по американской маркировке. Не сертифицированный кабель может иметь жилы диаметром от 0,4 до 0,5 мм, что обычно достаточно для подключения домашнего интернет.
Количество пар. Как и говорилось ранее, количество пар может быть до 1000. Для компьютерных систем применяется 4-парный кабель (обозначается как 4х2х0,51). Все четыре пары задействуются только при создании сетей со скоростью до 1 Гбит/с. В большинстве же случаев: сети малых офисов, подключение домашнего интернета и др. сети со скоростью до 100 Мбит/с - используются только две пары. Для таких сетей а также для устройства сигнализации и домофонов выпускается 2-парная витая пара: маркируется соответственно 2х2х0,51.
Оболочка. В данном вопросе у кабеля витая пара все как и у других типов кабелей: внешняя оболочка зависит от условий прокладки и эксплуатации кабеля. Чаще можно встретить следующие виды оболочки:
PVC - ПВХ-пластиката. Для внутреннего применения
PP - полипропилен. Для внешней прокладки в основном для высоких температур - до +140°С,
PE - полиэтилен. Для внешней прокладки
FR - огнестойкий. Может работать в открытом пламене заданное время: на сегодня стандартизированы огнестойкие оболочки на 30, 90 и 180 мин.
LS - Low Smoke пониженное дымовыделение при горении
ZH - Zero Halogen изготовлен из материалов, которые при горении не выделяют отравляющие галогеновые газы
В - Бронь. Чаще всего для брони используется стальная лента, которая обвивается вдоль кабеля.
С тросом. Трос нужен для натяжения кабеля между строениями.
Таким образом, маркировка U/UTP 4 cat5e solid 24AWG LSZH переводится так: не экранированный кабель, содержит 4 пары по 2 жилы, 5 категории, solid – жила однопроволочная, 24 AWG – диаметр 0,51 мм, LSZH – безгалогенный кабель с низким дымовыделением.
В области витой пары стандарты можно условно разделить на два типа: Первый тип - это стандарты Ethernet, которые определяют скорости передачи информации, способы модуляции сигналов, расстояние передачи и т.п. В большинстве стандартов Ethernet витая пара как средство передачи сигналов задействуется. Однако существуют стандарты Ethernet, где возможно, а иногда и необходимо применение других кабельных систем: например, на базе оптоволокна.
Второй тип стандартов - это стандарты по структурированным кабельным сетям. В них описываются условия прокладки кабеля, типы соединений и т. п.
Таким образом, производитель витой пары при конструировании кабеля должен определиться: для какого типа Ethernet будет выпускаться данная витая пара и в каких кабельных системах ее будет возможно проложить. Или еще понятней: какие типы оборудования можно будет подключать с помощью данного кабеля и какими стандартными соединителями.
Стандартов по Ethernet на сегодня уже несколько десятков: от старых 10BASE5, IEEE 802.3 (называемый также "толстый Ethernet") до гигабитного Ethernet (1000BASE). Разработаны и уже применяются стандарты 40 Gigabit Ethernet и 100 Gigabit Ethernet. Специалисты уверены, что в недалекой перспективе должен появится терабитный!!! интернет.
В области СКС в настоящее время действуют 3 основных стандарта:
"EIA/TIA-568С Commercial Building Telecommunications Wiring Standard -американский стандарт;
"ISO/IEC IS 11801-2002 Information Technology. Generic cabling for customer premises - международный стандарт;
"CENELEC EN 50173 Information Technology. Generic cabling systems - европейский стандарт.
Задаваемый действующими стандартами технический уровень гарантирует работоспособность кабельной системы на протяжении как минимум 10 лет.
Во-первых, по названию торговой марки. На Украине из брендовых кабелей чаще можно встретить витую пару американского концерна Mollex или швейцарской компании Reichle De-Massari AG. Подделки пока не встречалось, видимо потому, что данные кабеля весьма дороги, специалисты их хорошо знают, а заказчики такого кабеля очень серьезны. Также уже брендовым на постсоветском пространстве можно считать витую пару завода "Одескабель". Все остальные торговые марки, присутствующие на нашем рынке, выпускаются преимущественно в Китае (иногда в Тайване), и маркируются по желанию различных заказчиков.
Во-вторых, по материалу жил. Стандартно жилы должны быть медные, но в последнее время получили распространение так называемые биметаллические жилы, которые представляют собой омедненный, правильней говорить плакированный, т.е. покрытый тонким слоем меди, стальной проводник (CCS = Copper Clad Steel) или покрытый медью алюминиевый проводник (CCA = Copper Clad Aluminium). В обоих случаях применение более дешевых материалов значительно ухудшает характеристики кабеля, а именно:
жила плохо держится в разъеме (плавающий контакт)
небольшая длина сегментов: обычно до 25м
непредсказуемость волнового сопротивления в зоне контакта при заделке кабеля в разъем
непредсказуемое изменение характеристик при последующей перекладке кабеля
у омедненных стальных кабелей скорость чаще не превышает 10 Мбит/с, у алюмо-медных - не более 100 Мбит/с.
Проверить омедненный кабель легко: нужно любым ножом соскоблить верхний слой меди. Если увидите четко белый цвет - это и есть так называемая "омедненка". И еще - омедненный кабель не паяется, во всяком случае, стандартным паяльником. К сожалению, большинство киевских (как, вероятно, и большинство украинских) операторов интернет услуг от щитка до абонента прокладывают исключительно омедненную витую пару.
В последнее время появился кабель из сплава меди с различными металлами. Сплав по виду и характеристикам очень похож на медь но, разумеется, дешевле. К сожалению, ничего более нам пока неизвестно, кроме того, что некоторые операторы сертифицируют такой кабель у нас на Украине.
В-третьих, по толщине жил. Серьезные производители применяют медную жилу диаметром 0,51 мм и выше. Не брендовые марки могут иметь диаметр жилы от 0,4 до 0,51 мм. Как правило, наиболее сильно занижаются жилы на синей (4-5) и коричневой (7-8) парах, т.к. в большинстве компьютерных сетей эти пары не используются.
В-четвертых, по наличию сертификата. Украина не обязывает сертифицировать витую пару, но солидные производители проходят сертификацию в нашей стране добровольно.
При прокладке витой пары в квартире или частном доме совершенно излишне брать "крутой" кабель 6-й или даже 7-й категории. Во-первых, под седьмую категорию еще не выпускается ни активное, ни пассивное оборудования и данный кабель прокладывается в расчете на перспективу. Во - вторых, скорость, которую может обеспечить витая пара 6-ой или 7-ой категории провайдеры интернета пока не предоставляют. И в-третьих, кабель 5-й категории может обеспечить скорость до 100 Мбит/с, тогда как для просмотра видео или on-line игры достаточно 4 Мбит/с.
Кабель витая пара должен прослужить как минимум пятнадцать лет, поэтому в стены желательно закладывать медный кабель. Если квартира не ваша - то вполне хватит и омедненного кабеля: года на два-три.
Качество сигнала по кабелю всегда выше, чем радиосигнал. Если хотите уже сейчас и в перспективе иметь высокую скорость - четко спланируйте места вывода кабеля для интернет - соединения.
В месте подключения витой пары к компьютеру лучше оставьте 2-3 метра кабеля, но не ставьте розетку! Любое дополнительное соединение витой пары "крадет" скорость.
Витую пару нельзя механически разветвить на 2-3 компьютера как, например, телефонную розетку. Для подключения двух и более компьютеров на один кабель нужен коммутатор, чаще называемый switch (свич). Стандартно свичи выпускаются на 2,4,6,8,12, 24 и т.д. абонентов.
Для создания беспроводных сетей используется технология WI-FI. Для этого Вы должны подключиться к провайдеру интернет через специальное устройство: маршрутизатор (роутер), который осуществляет подключение к интернет и передает радио сигналы на Ваши компьютеры. Компьютера, в свою очередь должны иметь блок WI-FI: встроенный или внешний. Необходимо помнить, что после третьей стены сигнал от роутера может сильно ослабевать. Хотя бывает и так, что сигнал проходит через две квартиры, но остается достаточно сильным. К сожалению, определить дальность сигнала заранее очень сложно, надо пробовать на месте.
Минимально допустимое расстояние между силовыми (электрическими) и телефонными кабелями должно быть не менее 5 см. На практике данный норматив повсеместно нарушается, что в большинстве случаев не приводит к заметному для потребителя ухудшению качества сигнала.
Будьте очень внимательны с применением витой пары в экране. Экранированная витая пара безусловно более надежна по сравнению с не экранированной, но это только в том случае, если экран будет заземлен. Не заземленный экран может давать дополнительные наводки - помехи. Кроме того, заземление экрана в витой паре необходимо осуществлять со стороны одного из "терминаторов", но не с обеих сторон сразу и не где-нибудь в середине - это может привести к полной потере связи. Также следует иметь в виду, что некоторые устройства, например повторители, автоматически заземляют подключенный к ним конец кабеля.
И удачи Вам в Ваших начинаниях
Последние изменения внесены 15.06.17
Витопарный кабель состоит из нескольких витых пар. Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4-0,6 мм. Кроме метрической, применяется американская система AWG, в которой эти величины составляют 26-22AWG. В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG). Толщина изоляции проводника - около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории - полипропилен (PP), полиэтилен (PE). Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона, обеспечивающего широкий рабочий диапазон температур.Витая пара - (англ. twisted pair) — представляет собой кабель, в структуру которого входит от одной до нескольких пар изолированных проводов, скрученных между собой и помещённых в ПВХ оболочку. Скручивание проводов одной пары производится с целью увеличения уровня связи между ними. Благодаря чему электромагнитные помехи влияют в равной степени на оба провода, уменьшаются взаимные наводки при передаче дифференциальных сигналов, а также снижается влияние электромагнитных помех от внешних источников.
- (англ. twisted pair) — представляет собой кабель, в структуру которого входит от одной до нескольких пар изолированных проводов, скрученных между собой и помещённых в ПВХ оболочку.
Скручивание проводов одной пары производится с целью увеличения уровня связи между ними. Благодаря чему электромагнитные помехи влияют в равной степени на оба провода, уменьшаются взаимные наводки при передаче дифференциальных сигналов, а также снижается влияние электромагнитных помех от внешних источников. Для уменьшения связи между различными парами кабеля, так называемого «периодического сближения проводников различных пар», в кабелях UTP категории 5 и выше провода каждой пары свиваются с различным шагом.
Используется, в основном, как часть СКС - структурированных кабельных систем, а именно для передачи данных в таких компьютерных и телекоммуникационных технологиях, как Arcnet, Ethernet и Token Ring. Данный кабель имеет небольшую стоимость, легко монтируется, а также совместим со многими типами оборудования (для подключения используется разъем 8P8C). Поэтому на сегодняшний день он является лучшим выбором для пользователей любого типа.
Состоит кабель из:
В качестве проводников используются как монолитные медные жилы, толщина которых составляет 0.4 - 0.6 мм, так и пучки, состоящие из множества жил. Размеры выражаются либо с помощью привычной для нас метрической системы, либо в соответствии с американскими стандартами калибровки проводов AWG. Например, в обычных четырехпарных кабелях применяются проводники, имеющие диаметр жилы 0.51 мм. По американской системе это будет составлять 24 AWG.
Изоляционный материал обычно изготавливают из поливинилхлорида (английская аббревиатура PVC). Для более качественных кабелей 5-ой категории используется полипропилен, полиэтилен. Кабель наивысшего качества выпускают с изоляцией из ячеистого (вспененного) полиэтилена, обеспечивающего кабель низкими диэлектрическими потерями, или же тефлона. Толщина изоляции проводников составляет — 0,2 мм.
Разрывная нить, используемая в кабеле, позволяет добраться до сердечника, не нарушая изоляцию жил. Как правило, данная нить изготавливается из капрона, так как этот материал достаточно прочен и не позволяет кабелю растягиваться.
В большинстве случаев внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлорида с примесью мела. Также при производстве оболочки используются полимеры, не поддерживающие горения и не выделяющие при нагреве галогены (это кабели с маркировкой LSZH). Данный вид кабеля просто незаменим в закрытых областях, где наблюдается циркуляция воздуха от эксплуатируемых систем вентиляции и кондиционирования, и где разрешается использование только кабелей с оболочкой, не поддерживающей горение и не выделяющей дым!
При использовании в разных условиях, к внешней оболочке могут предъявляться особые требования. Так, например, кабель для наружной прокладки обязательно снабжается гидрофобной оболочкой из полиэтилена, которая, может покрываться вторым слоем поверх обычной ПВХ-оболочки. Плюс к этому, возможно заполнение пустоты в кабеле гидрофобным гелем. Ну, и наконец, кабель может быть бронирован гофрированной лентой или же стальной проволокой.
Цвет оболочки указывает на особенности функционального назначения того или иного вида кабеля и значительно облегчает их идентификацию, как при монтаже, так и при обслуживании.
Серый - самый распространённый цвет кабеля. Материал - ПВХ (PVC). Применяется, как правило, в помещениях.
Чёрный - кабель для внешней прокладки. Материал - полиэтилен (PE). Применяется во влажных помещениях, подвалах, сырых стояках, на улице и открытом воздухе.
Маркировка включает в себя такие обязательные составляющие:
В данном случае каждый провод включает в себя лишь одну медную проволоку, называемую жила-монолит. Моножильный кабель лучше всего подходит для прокладки в стенах, коробах и т.п. с последующим терминированием розетками. Это вызвано тем, что довольно толстые медные жилы, при частых изгибах, легко ломаются. Данный кабель, как правило, не контактирует напрямую с подключаемым оборудованием, для этих целей лучше подходит многожильный кабель.
Многожильный кабель, соответственно, состоит из нескольких проводников. Данный тип отлично подходит для тех условий, когда кабель подвергается изгибам и скручиваниям, но, в тоже время, он не совместим с «врезанием» жил в разъем розетки, так как тонкие жилы не предназначены для этого - они попросту ломаются. В общем, многожильный кабель является идеальным решением для соединения оборудования с розетками. Однако, большая величина затухания сигнала у кабеля, по сравнению с моножильным типом, ограничивает максимально возможное расстояние от оборудования до розетки, и составляет 120 метров.
В зависимости от наличия, а также вида установленной защиты (экранирования) против различного рода электромагнитных помех, выделяют следующие типы кабеля:
Кабель экранируется с целью защиты от электромагнитных помех. Стоит отметить, что экран непосредственно соединяется с неизолированным дренажным проводом, служащим для предотвращения разрыва и растяжения экрана.
Категория кабеля определяется максимальным пропускаемым диапазоном частот и зависит от количества витков на одну единицу длины. Всего доступно 7 категорий (CAT1 - CAT7), каждая из которых регламентирована с помощью определенных актов:
1. Стандарт EIA/TIA 568 (стандарт использования проводки в зданиях коммерческого типа, принятый в США);
2. Международный стандарт ISO 11801;
3. Перевод американского стандарта ANSI/TIA/EIA-568B -ГОСТ Р 53246 - 2008 ;
4. Перевод одного из возможных руководств изготовителя - ГОСТ Р 53245 - 2008.
Существуют два типа обжима кабеля, используя разъем 8P8C:
Прямой - обеспечивает непосредственную связь оборудования и коммутатора/концентратора
Перекрестный - предполагает соединение нескольких сетевых карт компьютеров, т.е. подключение типа компьютер-компьютер. Для осуществления данного соединения необходимо создание перекрестного кабеля. Помимо соединения сетевых плат, применяется для соединения старых типов коммутаторов/концентраторов. Если сетевая карта обладает соответствующей функцией, то она может автоматически подстроиться под тип обжима.
Обжим с использованием стандарта EIA/TIA-568A
Обжим по стандарту EIA/TIA-568B (чаще находит применение)
Обжим для достижения скорости 100 Мбит/с
Указанные схемы могут обеспечить, как 100-мегабитное, так и гигабитное соединение. Для достижения 100-мегабитной скорости достаточно использовать 2 пары из 4 - зеленую и оранжевую. Остальные две пары могут быть использованы для подключения другого ПК. Некоторые пользователи разделяют конец кабеля, получая «двойной» кабель, однако характеристики у данного кабеля будут как у одинарного, и его использование может привести к ухудшению качества и скорости передачи данных.
ВАЖНО! Кабель, обжатый вопреки требованиям стандарта - может работать неправильно! Что будет выражаться в большом проценте потерь передаваемых данных или же в полной неработоспособности кабеля (всё зависит от его длины).
Для проверки правильности и эффективности обжатия кабеля, используются специальные кабельные тестер. В комплект этого устройства входят передатчик и приемник. Передатчик подает сигнал на каждую из жил кабеля и дублирует передачу индикацией при помощи светодиодов на приемнике. Если все 8 индикаторов загораются по порядку, значит, проблем нет, и обжатие кабеля произведено правильно.
Варианты выбора схемы перекрестного соединения жил ограничиваются Power over Ethernet, стандартизированным по IEEE 802.3af-2003. Данный стандарт начинает функционировать автоматически, если жилы в кабеле подсоединяются «один к одному».
При монтаже кабеля не стоит допускать изгибов, составляющих более восьми внешних диаметров: сильный изгиб может стать причиной увеличения наводок или к разрушению самого кабеля.
Всегда стоит следить за целостностью экрана (если у вас экранированный кабель), так как его деформации могут привести к снижению устойчивости кабеля к помехам. Также необходимо обратить внимание на то, чтобы дренажный провод был соединен с экраном разъема.
Категория 5е (5 enhanced) является усовершенствованием Категории 5 с целью обеспечения возможности передачи сигналов 1Гбит Ethernet. Основное конструктивное отличие кабеля UTP кат 5е от кабеля CAT5 состоит в том, что в кабеле категории 5е различается шаг скрутки проводников в парах, что позволяет значительно снизить взаимное влияние пар друг на друга.
На Категорию 5e до сих пор приходится большинство инсталляций горизонтальной кабельной проводки. Но согласно недавнему исследованию FTM Consulting, Категория 6 все чаще применяется в новых проектах и, как ожидается, в наступившем году обгонит Категорию 5e
24.01.2008 Кэрол Эверетт Оливер
На Категорию 5e до сих пор приходится большинство инсталляций горизонтальной кабельной проводки. Но согласно недавнему исследованию FTM Consulting, Категория 6 все чаще применяется в новых проектах и, как ожидается, в наступившем году обгонит Категорию 5e. Позиции последней значительно ослабнут, и она будет использоваться лишь в уже эксплуатируемых и малобюджетных инсталляциях. И все-таки вопросы относительно целей установки Категории 6 задаются снова и снова.
Современные информационные и голосовые приложения, такие как Gigabit Ethernet до рабочего стола, рассчитаны на Категорию 5е. Это решение обладает необходимыми характеристиками в соответствие со спецификацией TIA 568-B. Однако Категория 6 обеспечивает лучшую целостность сигнала в более широкой полосе, что для кабельной системы может иметь критическое значение для поддержки более требовательных приложений в будущем. Категория 5е определена в полосе частот до 100 МГц, тогда как Категория 6 - в полосе 250 МГц. Кроме того, значительные улучшения в конструкции и процессе производства Категории 6 предлогает дополнительные преимущества помимо большей широкополосности. Принимая во внимание постоянно растущую потребность в пропускной способности, которая, согласно закону Мура, удваивается каждые полтора года, необходимость в скорости и емкости может привести к устареванию кабельной системы, если предъявляемые к ней требования изменятся.
В Категории 6 используются проводники большего диаметра и меньший шаг скрутки для улучшения базовых электрических характеристик, например, переходного затухания (см. Рисунок 1). В некоторых кабелях Категории 6 устанавливаются разделители для еще большего разнесения пар. Уменьшение затухания и увеличение размера проводника делает кабель Категории 6 значительно надежнее в эксплуатации, что необходимо для приложений, нуждающихся в большей пропускной способности, и обеспечивает устойчивую работу сети при резких колебаниях температуры. Кроме того, некоторые кабели Категории 6 благодаря своей конструкции и изготовлению обладают исключительным балансом. Это позволят добиться невосприимчивости к шумам, как внутренним, так и внешним по отношению к кабелю.
Давайте детально разберемся с тем, как физические различия влияют на функционирование сети. Лаборатория на базе Центра компетенции Nexans в области передачи данных (Nexans Data Communications Competence Center, DCCC) провела несколько сравнительных тестов, целью которых было определение параметров целостности сигналов для кабельных систем Категории 5e и Категории 6 различных производителей. Решить, насколько это существенно, вы сможете сами при выборе кабельной системы.
СОКРАЩЕНИЕ ЧИСЛА ОШИБОК
Как было установленно в одном из предыдущих исследований, Категория 6 менее подвержена ошибкам, чем Категория 5е, причем испытание проводилось сразу для нескольких трансиверов с различными характеристиками. В тестах в лаборатории DCCC сравнивалось число ошибок (несовпадение контрольных сумм - Cyclic Redundancy Check, CRC) для Категории 5е и 6 при использовании трансивера Gigabit Ethernet. Многие ошибочно полагают, что все трансиверы одинаковы. Однако в действительности трансиверы даже одного производителя различаются. Для эксперимента было выбрано три устройства. Пакеты Gigabit Ethernet передавались по полному тракту протяженностью 100 м с тремя соединителями вначале по Категории 5е, затем по Категории 6.
Результаты тестов свидетельствуют о 13-кратном сокращении ошибок CRC при использовании Категории 6. Смена кабельной системы на Категорию 6 улучшает отношение сигнал/шум всей транспортной системы, поэтому трансиверы могут принимать пакеты Ethernet более согласованно и без ошибок. Таким образом, лучшие характеристики проводки Катего-рии 6 выражаются в большей надежности сети. Этот дополнительный запас позволяет устанавливать сетевые компоненты, применение которых в иной ситуации обернулось бы длительным простоем и дополнительными затратами.
Структурированные кабельные системы часто устанавливаются в областях с высокой температурой, таких как надпотолочное пространство, где зачастую разница температур в течение дня достигает 25°C. Эти флуктуации сказываются на характеристиках кабеля. DCCC провела серию тестов, в которых сигналы 1000BaseT передавались на расстояние 90 м по кабельным системам Категории 5е, 6 и расширенной Категории 6. На различных этапах тестирования температура повышалась с помощью регулируемого нагревателя с 20 до 70°C с шагом 10°C.
Оказалось, что при высоких температурах частота ошибок при использовании проводки Категории 5е оказывается существенно выше по сравнению с Категорией 6 (см. Рисунок 2). В случае кабельной системы расширенной Категории 6 ошибки встречались еще реже.
Помимо нагрева от внешних источников тепла кабели подвергаются воздействию приложений таких, как питание по Ethernet (Power over Ethernet, PoE). В целях поддержки подачи питания по структурированной кабельной системе в отраслевых стандартах были сформулированы требования к электрическим и физическим характеристикам приложений PoE. В принятом IEEE в 2003 г. стандарте 802.3af определяется методология предоставления питания по симметричной проводке подключенным конечным устройствам. Мощность напряжения ограничивается физическими характеристиками и нормативными требованиями. Стандартами 802.3af предусматривается совместимость с имеющимся оборудованием, поэтому рекомендации рассчитаны на предоставление питания по Категории 5е, так как в большинстве сетей используются технологии 10BaseT или 100BaseTX.
Приложениям, нуждающимся в подаче питания и передаче данных по одному и тому же кабелю с витыми парами, такие как телефоны VoIP или камеры наблюдения, в конечном итоге потребуется большая мощность. Вскоре ожидается утверждение спецификации IEEE 802.3, известной как PoE Plus, которая разрабатывается уже в течение двух лет. В результате разрешенная для передачи по витой паре мощность увеличится с 13 до 60 Вт. Как видно из результатов тестов (см. выше), характеристики кабеля ухудшаются с ростом температуры вследствие более высоких вносимых потерь (Insertion Loss). Это может негативно сказаться на допустимой максимальной длине стационарной линии или тракта передачи. Установка кабелей с лучшими характеристиками, например Катего-рии 6, соответствует общим тенденциям отрасли. В них используются проводники большего диаметра, что позволяет минимизировать вносимые потери при одновременном увеличении текущей передаточной способности.
УСТОЙЧИВОСТЬ К ШУМАМ
Повышенная чувствительность к внешним шумам становится критичной при увеличении скорости передачи данных, когда нужны более высокие скорости сигнализации и сложное кодирование. Внешние источники шумов - силовые линии, блоки кондиционирования, лифты, электрическое оборудование и помехи со стороны соседних кабелей - вызывают всплески напряжения, так называемый электрический быстрый переходный режим (Electrical Fast Transient, EFT). Они могут радикально повлиять на функционирование медных кабелей и привести к появлению ошибок. Между балансом и невосприимчивостью к шумам существует прямая связь. Сбалансированный кабель Категории 6 на 50% более устойчив к шумам, чем Категория 5е.
В тестах DCCC кабель Категории 5е, 6 и расширенной Категории 6 подвергался EFT различного уровня в то время, когда по нему передавались пакеты Gigabit Ethernet. Соотношение между ошибками и импульсными помехами было рассчитано и отображено графически. Между сбалансированными и несбалансированными кабелями, как и между Категорией 5е и Категорией 6, наблюдаются значительные различия в производительности (см. Рисунок 3).
ОБОСНОВАНИЕ ИНВЕСТИЦИЙ
Один из основных доводов в пользу выбора Категории 5е состоит в экономии затрат. Больший диаметр проводников, меньший шаг скрутки и сложный процесс производства обуславливают высокую стоимость кабелей Категори 6. Но все относительно.
Да, с точки зрения материалов Категория 6 на 30-50% дороже. Но в действительности, если принять во внимание общую стоимость информационной системы, это расхождение оказывается пренебрежимо малым. В проектах построения вычислительной системы все затраты обычно делятся на следующие четыре категории:
Программное обеспечение (51%);
Оборудование (22%);
Сетевая инфраструктура (20%);
Обучение и документирование (7%).
При этом следует учитывать, что 20% инвестиций в сетевую инфраструктуру распределяются между пассивными и активными компонентами, а также затратами на проектирование и управление проектом. Из этой суммы на проводку приходится менее половины, а от оставшейся части на кабели - только 35%. Таким образом, кабели для локальных систем составляют менее 3% в общем бюджете проекта. Стоимость перехода с Категории 6 на Категорию 5е оказывается менее 1% от общих затрат.
Исследования показывают, что в течение жизненного цикла телекоммуникационной проводки успевает смениться по крайней мере два поколения сетевого оборудования. Вывод очевиден: проектировщикам и инсталляторам кабельных систем следует делать выбор в пользу более совершенной проводки. Если вы хотите, чтобы кабельная система поддерживала имеющиеся и будущие приложения, то, учитывая преимущества Категории 6, инвестиции в нее представляются необходимым минимумом. Если же шум, колебания температуры, растущие скорости не имеют для вас значения, то Категории 5е вполне достаточно. Выбор за вами.
Кэрол Эверетт Оливер - менеджер BerkTek, американского подразделения Nexans, RCDD.© Сabling Business
