Лвс на базе сбалансированной витой пары. Типы кабелей: коаксиальный

Современный мир всеми силами пытается избавиться от проводов, и лишь малым свидетельством этого становится появление беспроводных наушников и зарядных устройств. Что же касается функционирования компьютерных сетей, то здесь на смену проводам пытаются прийти технологии передачи данных по Wi-Fi и Bluetooth. Не спорим, в будущем, наверное, мы сможем полностью обходиться без всевозможных кабелей, но пока беспроводная передача данных во многом уступает проводной: она больше подвержена помехам, имеет меньший радиус и скорость действия. Сегодня для соединения компьютеров в локальную сеть и для подключения периферийных устройств используют старые добрые провода, в видах которых и постараемся разобраться.

Чтобы соединить компьютеры между собой в локальную сеть или подключить их к глобальным сетям , используют сетевые кабели.

Основные виды сетевых кабелей для локальных сетей:

• коаксиальный кабель;
• витая пара;
• оптоволоконный кабель.

Коаксиальный кабель – наиболее древний, если так можно сказать, представитель сетевых кабелей, сегодня его используют нечасто, но все же совсем без него не обойтись. Конструкция его достаточно проста: металлический проводник заключен в слой изоляции, сверху которой идет оплетка из алюминия или меди. Для соединения применяются специальные коннекторы типа BNC и BNC-T.

Основной минус коаксиального кабеля – он подвержен воздействию электромагнитного поля, поэтому компьютерные сети с его помощью уже давно не строят, зато сегодня такие провода используют для подключения спутников тарелок. Также неплохо коаксиальный кабель показывает себя как проводник высокоскоростных сетей для передачи одновременно цифровых и аналоговых сигналов, поэтому часто его используют для обустройства сетей кабельного телевидения.

На смену коаксиальным вариантам пришла витая пара . Почему новые модификации получили такое название? Такой кабель сетевой для компьютера состоит из попарных проводников, изготовленных из медного материала. Стандартный вариант содержит 4 пары жил, то есть 8 элементов, но в продаже можно найти кабель с 4 проводниками (2 парами). Цвет внутренней изоляции определяется стандартом.

В зависимости от наличия защиты в виде медной оплетки или алюминиевой фольги витая пара делится на такие виды:

• UTP, или незащищенная витая пара, – это проводники в обычной пластиковой защите, никакие дополнительные элементы защиты не используются;
• F/UTP, или фольгированная витая пара, ­– все пары проводников оплетены фольгой;
• STP – каждая пара кабелей имеет собственную защиту из фольги;
• S/FTP – здесь каждая пара защищена оплеткой из фольги, а все они вместе дополнительно защищены медным экраном;
• SF/UTP – все кабели вместе помещены в фольгу и медный экран.

Незащищенная витая пара стоит дешевле. Использование кабелей с экранирующим слоем оправдано, если требуется высокое качество передачи информации на значительные расстояния.

Витая пара также маркируется от CAT 1 до CAT 7 : чем числовой показатель выше, тем лучше. Для построения локальных компьютерных сетей подойдет витая пара CAT5, но лучше все же использовать CAT5e – она лучше пропускает высокочастотные сигналы. Витой парой соединяют устройства, расположенные на расстоянии не более 100 м друг от друга.

Оптоволокно – наиболее быстрый и современный вариант , использующийся при построении компьютерных сетей. Главное преимущество заключается в высокой степени защиты от помех и неограниченной скорости передаче данных. Такой кабель обеспечивает передачу данных на значительные расстояния – до 100 км. Само оптоволокно стоит не сильно дорого, а вот адаптеры для него и прочее оборудование – удовольствие не из дешевых, поэтому пока применение такого рода кабелей ограничено только лишь соединением сегментов больших сетей, передачей данных на солидные расстояния и высокоскоростным доступом в интернет. Для работы с оптоволокном необходимо иметь специальные навыки и дорогостоящее оборудование.

Для тех, кто только начинает осваивать теорию и практику построения компьютерных сетей, отметим, что для соединения компьютера с периферийными устройствами используют кабели другого типа. USB-кабели нужны для подключения принтера, сканера, МФУ и т.д. С помощью такого шнура также обеспечивается питание смартфона или плеера в случае утери оригинальной зарядки. HDMI/VGA/DVI-кабеля соединяют компьютер с телевизором или монитором. Такой подход позволяет получить более детализированную картинку и объемный звук. Преимущество в том, что для запуска не требуются драйвера. Важным параметром является пропускная способность такой продукции. Чтобы отображать фото и видео, будет достаточно и стандартной вариации. Игры и фильмы требуют наличия высокоскоростного провода.

За время развития локальных сетей появилось достаточно много видов кабелей, и все они - результат все более усложняющихся требований стандартов. Некоторые из них уже ушли в прошлое, а некоторые только начинают применяться, и благодаря им появилась возможность осуществить так необходимую нам высокую скорость передачи данных.

В сегодняшней статье я расскажу об основных видах кабелей и разъемов, которые получили распространение при построении проводных локальных сетей.

1)Коаксиальный кабель - один из первых проводников, использовавшихся для создания сетей. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, заключенного в толстую изоляцию, медной или алюминиевой оплетки и внешней изолирующей оболочки.

Для работы с коаксиальным кабелем используется несколько разъемов разного типа:

• -BNC-коннектор. Устанавливается на концах кабеля и служит для подключения к T-коннектору и баррел-коннектору.
• -BNC T-коннектор. Представляет собой своего рода тройник, который используется для подключения компьютера к основной магистрали. Его конструкция содержит сразу три разъема, один из которых подключается к разъему на сетевой карте, а два других используются для соединения двух концов магистрали.
• -BNC баррел-коннектор. С его помощью можно соединить разорванные концы магистрали или доточить часть кабеля для увеличения радиуса сети и подключения дополнительных компьютеров и других сетевых устройств.
• -BNC-терминатор. Представляет собой своего рода заглушку, которая блокирует дальнейшее распространение сигнала. Без него функционирование сети на основе коаксиального кабеля невозможно. Всего требуется два терминатора, один из которых должен быть обязательно заземлен.

Коаксиальный кабель достаточно подвержен электромагнитным наводкам. От его использования в локальных компьютерных сетях уже давно отказались.

Коаксиальный кабель стал в основном применяться для передачи сигнала от спутниковых тарелок и прочих антенн. Вторую жизнь коаксиальный кабель получил в качестве магистрального проводника высокоскоростных сетей, в которых совмещается передача цифровых и аналоговых сигналов, например, сетей кабельного телевидения.

2)Витая пара в настоящее время является наиболее распространенным кабелем для построения локальных сетей. Кабель состоит из попарно перевитых медных изолированных проводников. Типичный кабель несет в себе 8 проводников (4 пары), хотя выпускается и кабель с 4 проводниками (2 пары). Цвета внутренней изоляции проводников строго стандартны. Расстояние между устройствами, соединенными витой парой, не должно превышать 100 метров.

В зависимости от наличия защиты - электрически заземленной медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, существуют разновидности витой пары:

• -Unshielded twisted pair (UTP, незащищенная витая пара). Кроме проводников с собственной пластиковой защитой никаких дополнительных оплеток или проводов заземления не используется:
• -Foiled twisted pair (F/UTP, фольгированная витая пара). Все пары проводников этого кабеля имеют общий экран из фольги:
• -Shielded twisted pair (STP, защищенная витая пара). В кабеле этого типа каждая пара имеет свою собственную экранирующую оплетку, а также присутствует общий для всех сеточный экран:
• -Screened Foiled twisted pair (S/FTP, фольгированная экранированная витая пара). Каждая пара этого кабеля находится в собственной оплетке из фольги, и все пары помещены в медный экран:
• -Screened Foiled Unshielded twisted pair (SF/UTP, незащищенная экранированная витая пара). Характеризуется двойным экраном из медной оплетки и оплетки из фольги:

Существует несколько категорий кабелей типа витая пара, которые маркируются от CAT1 доCAT7. Чем категория выше, тем более качественный кабель и тем лучшие показатели он имеет. В локальных компьютерных сетях стандарта Ethernet используется витая пара пятой категории (CAT5) с полосой частот 100 МГц. При прокладке новых сетей желательно использовать усовершенствованный кабель CAT5e с полосой частот 125 МГц, который лучше пропускает высокочастотные сигналы.

Для работы с кабелем витая пара используется разъем типа 8P8C (8 Position 8 Contact), называемый RJ-45.

3)Оптоволоконный кабель - самая современная среда передачи данных. Он содержит несколько гибких стеклянных световодов, защищенных мощной пластиковой изоляцией. Скорость передачи данных по оптоволокну крайне высока, а кабель абсолютно не подвержен помехам. Расстояние между системами, соединенными оптоволокном, может достигать 100 километров.

Различают два основных типа оптоволоконного кабеля - одномодовый и многомодовый. Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле. Для обжима оптоволоконного кабеля используется множество разъемов и коннекторов разной конструкции и надежности, среди которых наибольшую популярность получили SC, ST, FC, LC, MU, F-3000, E-2000, FJ и др: Применение оптоволокна в локальных сетях ограничено двумя факторами. Хотя сам оптический кабель стоит относительно недорого, цены на адаптеры и другое оборудование для оптоволоконных сетей достаточно высоки. Монтаж и ремонт оптоволоконных сетей требует высокой квалификации, а для оконцовки кабеля нужно дорогостоящее оборудование. Поэтому оптоволоконный кабель применяется в основном для объединения сегментов больших сетей, высокоскоростного доступа в интернет (для провайдеров и крупных компаний) и передачи данных на большие расстояния.

В проводных локальных сетях для передачи сигнала используется специальный кабель под названием «витая пара». Называется он так, потому что состоит из четырех пар свитых между собой медных жил, что позволяет снизить помехи от различных источников.

Рисунок 2 - Витая пара

Помимо этого витая пара, имеет общую внешнюю плотную изоляцию из поливинилхлорида, которая так же очень мало подвержена электромагнитным помехам. Более того, в продаже можно встретить как неэкранированный вариант кабеля UTP (Unshielded Twisted Pair), так и экранированные разновидности, имеющие дополнительный экран из фольги - или общий для всех пар (FTP - Foiled Twisted Pair), или для каждой пары по отдельности (STP - Shielded Twisted Pair).

Применять дома модификацию витой пары с экраном (FTP или STP) имеет смысл только при больших наводках или для достижения максимальных скоростей при очень большой длине кабеля, которая желательно не должна превышать 100 м. В остальных случаях сгодится более дешевый неэкранированный кабель UTP, который можно найти в любом компьютерном магазине.

Кабель витая пара разделяется на несколько категорий, которые маркируются от CAT1 до CAT7. Но не стоит сразу пугаться такого разнообразия, так как для построения домашних и офисных компьютерных сетей используется в основном кабель без экрана категории CAT5 или его несколько усовершенствованная версия CAT5e. В некоторых случаях, например, когда сеть прокладывается в помещениях с большими электромагнитными наводками, можно воспользоваться кабелем шестой категории (CAT6), имеющий общий экран в виде фольги. Все вышеописанные категории способны обеспечить передачу данных на скоростях 100 Мбит/c при использовании двух пар жил, и 1000 Мбит/с при использовании всех четырех пар.

Схемы обжима и типы сетевого кабеля (витой пары)

Обжимом витой пары называют процедуру закрепления специальных разъемов на концах кабеля, в качестве которых используются 8-контактные коннекторы 8P8C, которые обычно называют RJ-45 (хотя это несколько неверно). При этом разъемы могут быть как неэкранированными для кабеля UTP, так и экранированными для кабелей FTP или STP.

Рисунок 3 - Коннекторы

Избегайте покупки, так называемых коннекторов со вставкой. Они предназначены для использования с мягкими многожильными кабелями и для их установки требуется определенная сноровка.

Для укладки проводов, внутри коннектора нарезаны 8 маленьких канавок (по одной для каждой жилы), над которыми в конце располагаются металлические контакты. Если держать разъем контактами вверх и защелкой к себе, то слева будет располагаться первый контакт, а справа - восьмой. Нумерация контактов важна в процедуре обжима, так что запомните это.

Существует две основные схемы распределения проводов внутри разъемов: EIA/TIA-568А и EIA/TIA-568B.

Рисунок 4- Сетевой кабель

При использовании схемы EIA/TIA-568A провода с первого по восьмой контакт укладываются в следующем порядке: Бело-зеленый, Зеленый, Бело-оранжевый, Синий, Бело-синий, Оранжевый, Бело-коричневый и Коричневый. В схеме EIA/TIA-568В провода идут так: Бело-оранжевый, Оранжевый, Бело-зеленый, Синий, Бело-синий, Зеленый, Бело-коричневый и Коричневый.

Для изготовления сетевых кабелей, используемых при коммутации между собой компьютерных устройств и сетевого оборудования в различных сочетаниях, применяется два основных варианта обжима кабеля: прямой и перекрестный (кроссовый). С помощью первого, самого распространённого варианта, изготавливаются кабели, которые используются для подключения сетевого интерфейса компьютера и прочих клиентских устройств к коммутаторам или маршрутизаторам, а так же соединения между собой современного сетевого оборудования. Второй, менее распространенный вариант, используется для изготовления кроссового кабеля, позволяющего через сетевые карты соединить напрямую между собой два компьютера, без использования коммутационного оборудования. Так же перекрестный кабель вам может понадобиться для объединения старых коммутаторов в сеть через порты up-link. компьютер программный сеть

Что бы изготовить прямой сетевой кабель, необходимо оба его конца обжать по одинаковойсхеме. При этом можно использовать как вариант 568А, так и 568В (применяется гораздо чаще).

Рисунок 5 - Порядок обжима прямого кабеля (1 Гбит/с)

Стоит отметить, что для изготовления прямого сетевого кабеля совсем не обязательно использовать все четыре пары - будет достаточно и двух. В этом случае, с помощью одного кабеля «витая пара» можно подключить к сети сразу два компьютера. Таким образом, если не планируется высокий локальный трафик, расход проводов для построения сети можно уменьшить в два раза. Правда, учтите, что при этом, максимальная скорость обмена данными у такого кабеля упадет в 10 раз - c1 Гбит/с до 100 Мбит/c.

Рисунок 6 - Порядок обжима прямого кабеля (100 Мбит/с).

Как видно из рисунка, в данном примере используются Оранжевая и Зеленая пары. Для обжима второго разъема, место Оранжевой пары занимает Коричневая, а место Зеленой - Синяя. При этом схема подключения к контактам сохраняется.

Для изготовления кроссового (перекрестного) кабеля необходимо один его конец обжать по схеме 568А, а второй - по схеме 568В.

Рисунок 7 - Порядок обжима кроссового кабеля (100 Мбит/с)

В отличие от прямого кабеля, для изготовления кроссовера всегда требуется использовать все 8 жил. При этом перекрестный кабель для обмена данными между компьютерами на скоростях до 1000 Мбит/c изготавливается особенным способом.

Рисунок 8 - Порядок обжима кроссового кабеля (1 Гбит/с)

Один его конец обжимается по схеме EIA/TIA-568В, а другой имеет следующую последовательность: Бело-зелёный, Зелёный, Бело-оранжевый, Бело-коричневый, Коричневый, Оранжевый, Синий, Бело-синий. Таким образом, видим, что в схеме 568А местами поменялись Синяя и Коричневая пары с сохранением последовательности.

Заканчивая разговор о схемах, резюмируем: обжав оба конца кабеля по схеме 568В (2 или 4 пары), получаем прямой кабель для соединения компьютера с коммутатором или роутером. Обжав один конец по схеме 568А, а другой по схеме 568В, получаем кроссовый кабель для соединения двух компьютеров без коммутационного оборудования. Особняком стоит изготовление гигабитного перекрестного кабеля, где требуется специальная схема.

Обжим сетевого кабеля (витой пары)

Для самой процедуры обжимки кабеля нам понадобится специальный обжимной инструмент, называемый кримпером. Кримпер представляет из себя клещи с несколькими рабочими областями.

Рисунок 9 - Ножницы для обжима

В большинстве случаев, ближе к рукояткам инструмента, размещаются ножи для обрезания проводов витой пары. Здесь же в некоторых модификациях можно найти специальную выемку для зачистки внешней изоляции кабеля. Далее, в центре рабочей области, располагается одно или два гнезда для обжимки сетевого (маркировка 8Р) и телефонного (маркировка 6Р) кабелей.

Перед обжимкой разъемов, отрежьте под прямым углом кусок кабеля нужной длины. Затем с каждой его стороны снимите общую внешнюю изоляционную оболочку на 25-30 мм. При этом не повредите собственную изоляцию проводников, находящихся внутри витой пары.

Далее начинаем процесс сортировки жил по цветам, согласно выбранной схеме обжима. Для этого, расплетите и выровняйте провода, после чего разложите их в ряд в нужном порядке, прижав, плотно друг к другу, а затем обрежьте концы ножом кримпера, оставив приблизительно 12-13 мм от края изоляции.

Рисунок 10 - Кабель

Теперь аккуратно одеваем коннектор на кабель, следя за тем, чтобы жилы не перепутались, и каждая из них вошла в свой канал. Проталкивайте жилы до конца, пока они не упрутся в переднюю стенку разъема. При правильной длине концов проводников, все они должны зайти в разъем до упора, а изоляционная оболочка должна обязательно оказаться внутри корпуса. Если это не так, то вытащите жилы и несколько укоротите их.

Рисунок 11 - Правильный и неправильный обжим.

После того, как вы одели разъем на кабель, остается его только там зафиксировать. Для этого вставьте коннектор в соответствующее гнездо, расположенное на обжимном инструменте и до упора плавно сожмите рукоятки.

Конечно, хорошо, когда дома имеется кримпер, ну а что делать, если его нет, а обжать кабель очень нужно? Понятно, что снять внешнюю изоляцию можно с помощью ножа, а для обрезки жил использовать обычные кусачки, но как быть с самой обжимкой? В исключительных случаях для этого можно использовать узкую отвертку или тот же нож.

Установите сверху на контакт отвертку и нажмите на нее так, что бы зубцы контакта врезались в проводник. Понятно, что проделать эту процедуру необходимо со всеми восемью контактами. В заключении продавите центральную поперечную часть для закрепления в разъеме изоляции кабеля.

И напоследок дам небольшой совет: Перед первой обжимкой кабеля и коннекторов купите с запасом, так как хорошо выполнить эту процедуру с первого раза получается далеко не у каждого.

Любая инженерная коммуникация, в том числе и компьютерная сеть, состоит из различных компонентов и кабель локальной сети – один из основных, от которого напрямую зависит скорость прохождения сигнала и его сохранность от помех, затуханий, потерь пакетов данных.

Сейчас появились новые бескабельные технологии передачи данных, как Wi-Fi и Bluetooth, передающие пакеты данных через радиоволновые сигналы, однако эти технологии далеко не совершенны и имеют ограниченный радиус действия. Кроме того, скорость передачи данных меньше, часто-густо возникают помехи при передаче данных, посему большой популярностью пользуется локальная сеть через кабель как более надежная и скоростная.

Однако, кабель кабелю рознь: бывает кабель двухжильный и многожильный, витой и прямой, с цельной жилой или многожильный, с защитой от помех и без нее и т. д., и т. п. И от всех этих нюансов зависит скорость, надежность, длина пролегания кабеля без усилителя сигнала. На сегодняшний день можно выделить такие виды кабелей для локальных компьютерных сетей:

• коаксиальный сетевой кабель;
• сетевой кабель витая пара;
• оптоволоконный сетевой кабель.

Все эти виды кабелей для локальных сетей имеют совершенно разную структуру и технологические параметры, но объединяет их то, что происходит с их применением, и это уже отдельная статья. Отдельным мастер-классом также является то, как присоединить кабель к штекеру в локальной компьютерной сети своими руками. Ну а далее мы рассмотрим все эти виды кабелей, их параметры, а также преимущества и недостатки.

Коаксиальный сетевой кабель

Наиболее старый вид кабеля, который практически не используется в современных компьютерных сетях — Коаксиальный сетевой кабель. Его вымирание обусловлено дороговизной и малой скоростью передачи данных, все же если Вы решили проложить сеть из коаксиального кабеля, то наиболее удачной будет реализация ее топологией «шина». Также удачным выбором будет топология «звезда» и «пассивная звезда».

Состоит коаксиальный сетевой кабель из двух жил: центральная жила – цельная медная (в очень редком стандарте многожильная и/или выполненная из сплавов, медная с серебряным напылением), которая представлена сердцевиной кабеля, окутана в толстую изоляцию – диэлектрик, он представляет собой вспененный полиэтилен.

По этой изоляции идет плетение так называемого «внешнего» проводника, который состоит из меди, ее сплава или же алюминия. Он же именуется как экран. При этом могут быть разновидности кабеля с двойным экраном, когда одно плетение разделяется от другого дополнительным тонким слоем изоляции.

Защитная оболочка внешнего проводника выполнена в основном из полиэтилена или поливинилхлорида, устойчивых к ультрафиолету, но бывают дорогостоящие кабеля с тефлоновой оболочкой.

Виды коаксиальный кабель имеет разнообразные и их очень много, но конкретно коаксиальный кабель для локальной сети различается по двум стандартам передачи пакетных данных:

• 10BASE-5 (категорий RG-11 и RG-8);
• 10BASE-2 (категорий RG-58/U, 58A/U).

Стандарт 10BASE-5 реализуется с применением кабеля «толстый Ethernet», имеющий общее сечение равное 12мм и толстую цельную проводниковую жилу, 11-я категория имеет сопротивление 75 Ом, 8-я – 50. Кабеля данного стандарта могли передавать данные со скоростью 10 Мбит/сек на расстоянии впредь до 500 м.

Стандарт 10BASE-2 реализуется с применением кабеля «тонкий Ethernet», диаметром до 6 мм, с сопротивлением в 50 Ом. Его категория RG-58/U имеет монолитный (цельный) медный центральный проводник, 58A/U представлен с многожильным центральным проводником. Длина передачи данных кабелей этих категорий составляет в пределах 185 м при максимальной скорости передачи данных впредь до 10 Мбит/сек.

Преимущества коаксиального кабеля заключаются в его эффективном экранировании, что позволяет проводить его на дальние расстояния и исключает помехи, а также высокой прочности, которая уменьшает риск механического повреждения кабеля. Кроме того, коаксиальный кабель легко монтировать, присоединять штекеры, двойники и другие детали можно обыкновенными ручными инструментами своими руками.

Недостатки коаксиального кабеля заключаются в низкой пропускной способности при использовании в локальных компьютерных сетях, на фоне этого весомым недостатком является высокая стоимость самого кабеля и штекеров/двойников/переходников и других составных. Плюс сетевые платы для этого вида кабелей уже практически не выпускаются, коммутаторы и концентраторы для них считаются устаревшими.

Сетевой кабель витая пара

Современный и наиболее часто используемый при проведении локальных компьютерных сетей — кабель с витыми парами. Применяется как в домашних, так и в административных локальных сетях с топологией «звезда» и имеет отличное соотношение цена/качество. То есть, сетевой кабель для локальной сети этого вида имеет сравнительно высокую скорость передачи данных по отношению к коаксиальному кабелю, при этом стоимость их не велика.

Состоит сетевой кабель витая пара для локальных сетей из четырех пар проводниковых монолитных медных жил сечением каждой в 0,4-0,6 мм. Толщина жилы такого кабеля составляет 0,51 мм с учетом толщины изоляции проводника – 0,2 мм. Материалом для изоляции служит в бюджетных вариантах кабеля поливинилхлорид (обозначение – PVX), в более дорогих кабелях применяется полипропилен и полиэтилен (обозначения – PP и PE) и самые высококачественные кабеля витой пары выполняются с изоляцией из вспененного полиэтилена или тефлона.

По степени защиты от помех бывает неэкранированный кабель и кабель с витой парой экранированный. Экранирование может быть выполнено из проволочных плетений, из алюминиевой фольги/алюминизированной пленки как отдельных пар, так и всего пучка вместе.

Существуют кабеля с такими типами экранирования:

• незащищенный вообще никаким экраном кабель витой пары (UTP);
• незащищенный общим экраном с экранированием пар фольгой (U/STP);
• с фольгированным общим экраном без экранирования отдельных пар (FTP);
• с проволочным экраном каждой пары и общим проволочным экраном (STP);
• с фольгированным экраном каждой пары и общим плетеным экраном (S/FTP);
• с двойным общим экраном из проволочного оплетения и фольги (SF/UTP).

При этом во всех обозначениях присутствует «TP» — это указывает на вид кабеля – twisted pair (с англ. — витая пара). Те буквы, которые идут впереди, собственно и указывают на наличие/отсутствие экранирования, тип экранирования, а также и материал, из которого выполнено экранирование. Так, буква U (Unshielded) указывает на отсутствие экранной защиты, F (Foiled) – обозначает наличие общей фольгированной общей экранной изоляции всего пучка пар, S (Shielded) – экран в виде проволочного оплетения каждой отдельной пары и (Screening) — экран в виде оплеток всего пучка витых пар.

В зависимости от длины и скорости передачи сигнала существуют различные категории витой пары (всего их 7), при этом предназначенный кабель для локальных компьютерных сетей начинается со второй категории, но на сегодняшний день применяют кабель с 5E категории начиная.

Основным отличием категорий кабелей витых пар ранее являлось количеством жил, но начиная с третей категории и до седьмой включительно, все кабеля имеют по четыре пары (8 жил). Так, основным отличием стало количество витков на единицу длины сечение жилы и сопротивление, что является решающим фактором на длину и скорость передачи данных.

Современные кабеля витой пары применяются в следующих стандартах технологий передачи пакетных данных:

• 100BASE-TX Ethernet ;
• 1000BASE-T Ethernet ;
• 10GBASE-T Ethernet;
• 40GbE, 100GbE.

Стандарт 100BASE-TX реализовывался с применением кабеля CAT. 5 (витая пара 5 категории), который был способен передать 100 Мбит/сек по двум парам и 1 Гбит – по четырем.

Стандарт 1000BASE-T на сегодняшний день самый распространенный, применяется во многих локальных компьютерных сетях. Для таких сетей применяется самой ходовой категории кабель — CAT. 5e, отличием которой от предыдущей является чуть большая пропускная способность высокочастотных сигналов и наличие модификаций с двумя (100 Мбит/сек) и четырьмя (1 Гбит) парами.

Стандарт 10GBASE-T , на котором построены сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, реализован с применением кабеля CAT. 6, который способен передать данные на скорости 10Гбит/сек с расстоянием 55 м. Gigabit Ethernet также могут быть реализованы на кабеле CAT. 6a и CAT. 7, что увеличивает длину передачи данных до 100м. При этом седьмая категория всегда имеет полное экранирование.

Стандарт 40GbE и 100GbE – самые современные и высокоскоростные технологии пакетной передачи данных, которые предназначены для сети Gigabit Ethernet с кабелем CAT. 7a. При скорости передачи данных 40 Гбит/сек длина передачи – 50 м, при 100 Гбит/сек – 15 м.

Оптоволоконный сетевой кабель

Все существующие на сегодня виды кабелей для локальных сетей уступают по всем характеристикам оптоволоконному сетевому кабелю. Однако, его стоимость и сложность в монтаже не дают ему широкого распространения, он в основном служит для соединения локальных сетей на дальних расстояниях.

Представляет собой оптоволоконный сетевой кабель проводник света. Свет передается в таком кабеле по стекольным или пластиковым жилам, отражаясь от внутренних стенок. Существует оптоволоконные виды кабелей компьютерных сетей, которые различают по диаметру сердцевины стекольного волокна, соответственно и по способу передачи световых сигналов:

• одномодовые;
• многомодовые.

Одномодовые оптоволоконные кабеля имеют диаметр сердцевины стекольного волокна, равный 7-10 микрон. В связи с таким тонким диаметром, волокно предназначено для прохождения одномодового излучения.

Многомодовые оптоволоконные кабеля имеют стекольные волокна с сердцевиной, диаметр которой по европейскому стандарту равен 50 микрон, 62,5 микрон – по японскому и североамериканскому стандартам. Соответственно, по таким сердцевинам проходят несколько мод под разным углом преломления.

Преимущества оптоволоконного кабеля состоят в том, что скорость передачи даны просто феноменальная – теоретически, не существует на сегодняшний день такого сетевого оборудования, которое могло бы поддержать такую скорость передачи данных, на которую способен оптоволоконный кабель. Кроме того, помехи для такого кабеля вовсе не страшны.

Недостатки оптоволоконного кабеля весьма весомы: высокая стоимость кабеля и вспомогательных, монтажных и сетевых элементов для него. Кроме того, монтаж такого кабеля требует специальных инструментов и квалификации мастера-кабельщика. Таким образом, выбор кабеля для локальной сети не целесообразно делать в пользу оптоволокна, соответственно, не будем рассматривать все его характеристики.

В настоящее время это наиболее распространённый сетевой проводник. По структуре он имеет 8 медных проводников, перевитых друг с другом, и хорошую плотную изоляцию из поливинилхлорида (ПВХ). Обеспечивает высокую скорость соединения - до 100 мегабит/с (Около 10-12 Мб/Сек) или до 200Мбит в режиме full-duplex. При использовании гигабитного оборудования достижимы скорости до 1000 Мбит.

Существует неэкранированная (UTP) и экранированная (STP) витая пара, помимо обычной изоляции у второго типа витой пары существует защитный экран, по структуре и свойствам напоминающий фольгу. При соответствующем заземлении экранированная витая пара обеспечивает отличную защиту от электромагнитных помех, даже при проводке STP вблизи электрораспределительного щитка и линий высокого напряжения отмечалась стабильная работа сети на скоростях свыше 90 Мбит. В случае если STP кабель не заземлен то экран наоборот выступает, усиливает воздействие наводок выступая в качестве антенны.

Кабель легко ремонтируется и наращивается. Несмотря на то, что по стандартам восстановлению поврежденный участок не подлежит, даже имея многочисленные участки восстановленных разрывов, сеть на витой паре работает стабильно, хотя скорость связи несколько падает. Кроме этого, в основанных на витой паре сетях можно использовать различные нестандартные проводники, позволяющие получить новые характеристики и свойства сети.

Обычная витая пара не предназначена для проводки на улице. Перепады температур, воздействие влаги и других природных факторов могут привести к постепенному разрушению изоляции и снижению ее функциональных качеств, что, в конечном счете, приведет к выходу сегмента сети из строя. В среднем сетевой кабель выдерживает на открытом воздухе от 3 до 8 лет, причем скорость сети начнет падать задолго до полного выхода кабеля из строя. Для использования на открытом воздухе нужно использовать специальную витую пару для открытой проводки.

Достаточно хорошо подходит для проводки на открытом воздухе кабель полевой П-296. Помимо того, что его изоляция не боится воды, высоких и низких температур, кабель сам по себе очень прочный (выдерживает нагрузку до 200 килограмм) и его можно протягивать без поддерживающего троса на длину до 100 метров. Неоспоримым достоинством является то, что используя П-296, можно обеспечивать устойчивую связь на сегменте сети до 500 метров.

По своему происхождению, П-296 - кабель армейской связи. Имеет 4 изолированные жилы, экран, защитную стальную оплетку (сетка из каленой проволоки) и внешнюю пластиковую оболочку. Кабель по-военному неприхотлив: Максимальная длина соединения до 500 метров. Скорость передачи данных 10-100 Мбит/с.

Выдерживает максимум 200 кг на разрыв, поэтому его можно подвешивать без троса на расстояния 50-100 метров. Кабель допускает прокладку на длительное время в грунт, по земле, подвеску на опорах или местных предметах, а также прокладку через водные преграды глубиной не более 10 м.

Сравнительные характеристики сетевых проводников

*- Передача данных на расстояния, превышающие стандарты, возможна при использовании качественных комплектующих.

Прокладываем сеть на большие расстояния

Устойчивая связь при использовании витой пары на скорости 100 Мбит сохраняется на расстоянии до 100 метров, 10 мегабит до 500.

Качественное сетевое оборудование позволят увеличить длину отрезка ещё на 30-50 метров.

Если в качестве сетевого проводника применять кабель полевой П-296 или аналогичный, дальность устойчивого может достигать 500 метров на скорости около 80 Мбит, и около 700 метров - 10 Мб.

Перед монтажом кабеля можно провести тестирование отрезка нестандартной длины, для этого просто соедините два стоящих рядом компьютера тем самым кабелем, что будете протягивать, и прогоните набор стандартных тестов. Таким образом, можно заранее определить характеристики будущей ветки сети до непосредственной проводки, это сэкономит много сил и средств. Конечно, нужно помнить, что кабель, мирно покоящийся у вас дома, не совсем то же самое, что тот же кабель, натянутый на тросе. Данный тест не учитывает электромагнитные помехи, и другие внешние факторы. Поэтому его результаты можно рассматривать только как ориентировочные.

Если же требуется проложить отрезок сети большей длины, например, для объединения 2 сетей в одну или подключения к удалённому, но чем-либо ценному компьютеру (например с выделенным каналом в Интернет), тогда можно установить коммутатор, чтобы он выступал в роли усилителя сигнала. Таким образом, длина отрезка увеличивается вдвое, при установке двух коммутаторов - втрое. Более наглядно топологию такой сети вы сможете увидеть на следующей схеме.

Оплетку кабеля необходимо заземлять, иначе она будет плохо выполнять свои функции. Из-за большей толщины проводников П-296 плохо поддается обжиму, поэтому к концам П-296 в любом случае необходимо будет присоединять участки витой пары для обжима. Поэтому П-296 лучше всего использовать именно на открытых участках, в офисах, квартирах или подъездах переходя на витую пару.

Компьютеры в локальной сети имеют свои локальные IP адреса, однако извне виден только один IP адрес сервера. Это может вызывать сбои в некоторых программах, например в MSN Messenger могут быть недоступны расширенные видео/аудио функции. Также, если один из пользователей вашей сети повел себя на сервере некорректно, то его IP будет заблокирован, а поскольку IP адрес у сервера один на всех, доступ будет закрыт всем пользователям. Особенно часто подобные ситуации возникают в крупных сетях. Решение этой проблемы лежит в контроле человеческого фактора и четкой проработке правил вашей ЛВС. При использовании NAT-маршрутизаторов некоторые Интернет провайдеры позволяют выделять индивидуальные IP адреса каждому пользователю сети, при подключении стоит обговорить данный вопрос.

Обжимаем витую пару

Многие считают, что это наиболее сложный этап прокладки сети. На самом деле все просто. Для обжима витой пары вам потребуются специальные клещи и пара коннекторов RJ-45

Обжимной инструмент RJ-45

Коннектор RJ-45

Последовательность действий при обжиме:

1. Аккуратно обрежьте конец кабеля, при этом лучше всего пользоваться резаком, встроенным в обжимной инструмент.

2. Снимите с кабеля изоляцию. Можно использовать специальный нож для зачистки изоляции витой пары, его лезвие выступает ровно на толщину изоляции, так вы не повредите проводники. Впрочем, если нет специального ножа, можно воспользоваться обычным или взять ножницы.

Нож для зачистки изоляции витой пары.

3. Разведите и расплетите проводки, выровняйте их в один ряд, при этом соблюдая цветовую последовательность.

4. Обкусите проводки так, чтобы их осталось чуть больше сантиметра.

5. Вставляйте проводники в разъем RJ-45

6. Проверьте, правильно ли вы расположили проводки

7. Убедитесь все ли провода полностью вошли в разъем и уперлись в его переднюю стенку.

8. Поместите коннектор с установленной парой в клещи, затем плавно, но сильно произведите обжим.

Совет: С помощью некоторых обжимных инструментов RJ-45 можно обжимать и телефонные RJ-12 разъемы.

Цветовая последовательность проводников

Существует два распространенных стандарта по разводке цветов по парам: T568A компании Siemon и T568B компании AT&T. Оба этих стандарта абсолютно равнозначны.

Схема обжима витой пары (и двух компьютеров напрямую*)

Просим Вас обратить Ваше внимание на коннектор, на рисунке указано, правильность расположения и начало первого провода.

Если Ваш кабель содержит только две пары:

Для восьмижильного кабеля (четыре пары). Выбор варианта заделки 568A или 568B зависит исключительно от принятого в вашей сети. Оба этих варианта эквивалентны. Рекомендуется использовать первый.

Два сетевых соединения на одном кабеле

С помощью одного кабеля можно подключить сразу 2 компьютера, это избавит вас от проводки ещё одной ветки покупки ещё одного коммутатора или дополнительной сетевой карты. Просто расплетите проводники и обожмите по ниже указанной схеме.

Важно понимать, что это просто два кабеля, ужатых в один.

Контакты бело-синий и синий можно использовать в ряде случаев для передачи электропитания.

По определению кабель «витая пара» строится из пар регулярно скрученных изолированных проводников, образующих симметричную (сбалансированную) линию передачи и заключенных в общую оболочку. На сегодняшний день стандартами TIA/EIA признаются категории 3, 5e, 6, 6A для офисных кабельных систем. Продукция категорий 7 и 7A существует, но официально американские стандарты эти категории не признавали, в таблице далее они отмечены знаком «*». В разработке находится категория 8 для кабельных систем в центрах обработки данных. Все категории подразумевают, что кабели содержат 4 пары, а кабели категории 3, кроме того, могут быть многопарными: как правило, 25 пар, либо количество, кратное 25.

Поддерживаемые приложения и гарантированные расстояния в среде медной витой пары

Примечание 1: категория 8 не является логическим продолжением предшествующих категорий. Она рассчитана на центры обработки данных с их короткими расстояниями; за счет них и более высоких частот позволяет довести пропускную способность до 40 Гбит/с.

Примечание 2: все расстояния в таблице даны для канала - всего сегмента между данными передатчиком и приемником, включая фиксированный кабель, пассивное коммутационное оборудование на его концах и коммутационные шнуры.

Медная витая пара - де-факто стандартное решение в горизонтальной подсистеме в офисных зданиях. В мире категория 5e вытесняется старшими категориями, однако в России 5e - по сей день самая распространенная система. В обычной локальной сети 1 гигабита более чем достаточно для поддержки типовых пользовательских задач. Категория 6, продвигаемая фирменными производителями как замена 5e, принципиального преимущества по сравнению с ней не дает, поскольку 10 Гбит/с на полной длине канала 100 м не поддерживает - для этого нужна более дорогостоящая категория 6A. Потребность же в категории 6A в офисной среде сомнительна, по крайней мере, на ближайшие 5-7 лет, поскольку обычные пользовательские приложения в такой пропускной способности не нуждаются. Продвижение старших категорий фирменными разработчиками больше объясняется попыткой удержать рыночную нишу в борьбе с Noname-производителями, которые предлагают продукцию категории 5e по гораздо более низким ценам и вытесняют бренды с их позиций.

Телекоммуникационные стандарты говорят о витой паре, изготовленной из электротехнической меди. В последнее время на рынке появился омедненный кабель - его центральная часть сделана из алюминия, медь лишь покрывает поверхность проводников тонким слоем.

Такие кабели дешевле чисто медных, однако в сочетании с коммутационным оборудованием, основанным на врезных контактах (IDC, Insulation Displacement Contacts ), не способны дать характеристики даже категории 5e. При тестировании приборы выдают массовые результаты FAIL по всему семейству параметров NEXT и возвратным потерям Return Loss, и устранить эти сбои можно только путем замены кабеля на обычный медный. Возможно, в будущем под омедненные кабели удастся адаптировать коммутационное оборудование, чтобы в результате получить системы категории 5e или выше, однако на сегодня применение омедненного кабеля себя не оправдывает. Для поддержки передачи данных необходимо ставить медную витую пару категории 5e или выше.