Витая пара

Провод витая пара широко используется для телекоммуникаций и большинства современных сетей Ethernet. Но знаете ли вы, почему витая пара так называется, для чего она скручена и как работает?

Когда электрический ток протекает через кабель, он создает небольшое круглое магнитное поле вокруг провода. Поэтому шум в контурах данных является следствием магнитного поля. При прямом кабельном соединении весь ток движется в одном и том же направлении, точно так же, как в обычных трансформаторных катушках. Так как кабель фактически закручен, его магнитные поля противоположны друг другу. Таким образом при подобном соединении пары проводов, они нейтрализуют излучение друг друга и любые внешние магнитные поля. Из-за этого шумовой ток в витом кабеле ниже, чем в обычном кабеле.

Типы витой пары

Для обеспечения защиты от электромагнитных помех применяю экранировние кабеля фольгой и металлической оплеткой. Отличие неэкранированного кабеля UTP от экранированного FTP состоит в наличии экранирования у второго типа обозначения.

В зависимости от того какого вида экранирование применено в кабеле, разделяют следующие типы обычной и защищенной витой пары:
U/UTP. Нет общего экранированния (U), витые пары неэкранированные (UTP);
F/UTP. Общее экранирование из фольги (F), витые пары неэкранированные (UTP);
SF/UTP. Общее экранирование из оплетки (S) и общий экран из фольги (F), витые пары неэкранированные (UTP);
S/FTP. Общее экранирование с оплеткой (S), витые пары защищены фольгой (FTP);
F/FTP. Общее экранирование из фольги (F), витые пары также экранированы фольгой (FTP);
U/FTP. Без общего экранирования, витые пары защищены фольгой (FTP).

Подробнее о типах экранированной витой пары.

Типы экранирования витой пары

Кабель с экранированной витой парой, STP (Shielded Twisted Pair) или FTP (Foiled Twisted Pair) используется для устранения индуктивной и емкостной связи. Скручивание отменяет индуктивную связь, в то время как экранирование устраняет емкостную. Этот вид кабеля часто применяется для создания сетей между зданиями. По сравнению с неэкранированной витой парой использование STP приводит к большему затуханию. Однако, поскольку в случае сбалансированной передачи, дополняющие сигналы будут эффективно подавлять любые токи экранирования, потери незначительны. Кроме того, хотя STP предотвращает помехи лучше, чем UTP, он более дорогой и сложный в установке.

Это интересно! Зачем нужен дренажный провод в витой паре? Дренажный провод это часть системы заземления в экранированном кабеле, он нужен для обеспечения непрерывности экрана из фольги, если он получит повреждения, и частичного снятия наведенных сигналов.

Неэкранированная витая пара (UTP кабель), является наиболее часто используемым кабелем для сетевых соединений. Он состоит из медных проводов с цветовой кодировкой, но не содержит фольги или оплетки в качестве изолятора для защиты от помех. Кроме того, провода в каждой паре скручены вокруг друг друга. Кабели UTP меньше, чем кабели STP, что облегчает их установку, особенно в больших количествах или в узких пространствах. Они также дешевле, и не требуют особого обслуживания, поскольку не зависят от внешнего экрана. Кроме того, кабели UTP также могут передавать данные так же быстро, как и кабели STP. Однако они более подвержены электрическим и другим помехам. Таким образом, кабели UTP лучше всего использовать для внутренних и офисных соединений Ethernet.

Категории кабеля витая пара

Категория определяет скорость передачи данных по витой паре и частоту сигнала (пропускную способность), вот, например, посмотрите чем отличается витая пара категории 5е от категории 6.

Кат.1 (частота 0,1 МГц): это форма проводки, которая используется для стандартной телефонной проводки (POTS) или для ISDN.

Кат.2 (частота 1 МГц): это была форма проводки, которая использовалась для сетей Token Ring 4 Мбит/с.

Кат.3 (частота 16 МГц): используется для сетей передачи данных, использующих частоты до 16 МГц. Она была популярна для использования с сетями Ethernet 10 Мбит/с (100Base-T), но теперь заменена кабелем Cat.5.

Кат.4 (частота 20 МГц): можно использовать для сетей, несущих частоты до 20 МГц. Она часто использовалась в сетях Token Ring 16 Мбит/с.

Кат.5(частота 100 МГц): сетевой кабель, который широко используется для сетей 100Base-T и 1000Base-T, поскольку он обеспечивает производительность, позволяющую передавать данные на скорости 100 Мбит/с. Кабель Cat.5 заменил версию Cat.3 и в течение ряда лет стал стандартом для кабелей Ethernet. Кабель 5 категории устарел и поэтому не рекомендуется для новых установок.

Кат.5e(частота 100 МГц): та же конструкция, что и у Cat 5, но с лучшими стандартами испытаний, возможно 2.5 Гбит/с по стандарту IEEE 802.3bz.

Кат.6(частота 250 МГц): обеспечивает значительное улучшение производительности по сравнению с Cat.5 и Cat.5e. В процессе производства кабели намотаны более плотно, и они часто имеют внешнюю фольгу или экранирующую оплетку. Кабели Cat.6 могут технически поддерживать скорость до 10 Гбит/с, но могут делать это только на расстоянии до 55м, возможно 5 Гбит/с на 100 метров по стандарту IEEE 802.3bz.

Кат.6a(частота 500 МГц): «a» обозначает «Augmented, с англ. дополненная», эта категория была пересмотрена в 2008 году. Кабели категории 6a способны поддерживать в два раза большую максимальную пропускную способность и более высокие скорости передачи при более длинных сетевых кабелях (10GBASE-T на 100 метров). Используются экранированный кабель, который достаточен для устранения перекрестных помех. Однако это делает их менее гибкими, чем кабель Кат.6.

Кат.7(частота 600 МГц): международный стандарт ISO 11801, класса F. Он состоит из четырех индивидуально экранированных пар внутри общего экрана. Скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Кат.7а(частота 1000 МГц): международный стандарт ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Общий экран и экраны вокруг каждой пары (F/FTP или S/FTP).

Кат.8.1(частота 1600-2000 МГц): экранирование минимум U/FTP или F/UTP, полная совместимость и взаимозаменяемость с классом EA (категорией 6A) при использовании разъёмов 8P8C. Категория 8.1 поддерживает скорости 25 Гбит/с и 40 Гбит/с.

Кат.8.2 (частота 1600-2000 МГц): экранирование минимум F/FTP или S/FTP, взаимозаменяемость с классом FA (категорией 7A) при использовании разъёмов 8P8C или TERA/GG45/ARJ45. Категория 8.2 поддерживает скорости 25 Гбит/с и 40 Гбит/с.

Оболочка витой пары

В качестве оболочки в витой паре в основном используют:
PVE (ПВХ) – поливинилхлорид, используется в качестве оболочки кабеля, предназначенного для внутренней прокладки;
PE – полиэтилен, в основном используется в кабелях для внешней прокладки;
LSZH (LOW SMOKE ZERO HALOGEN) - оболочка с низким дымовыделением и нулевым содержанием галогенов, применяется в кабелях, предназначенных для прокладки в местах, где возможно массовое скопление людей.

LSLTx (LOW SMOKE LOW TOXIC) - оболочка с маленьким дымовыделением и низким уровнем токсичности, рекомендована для монтажа в больницах, школах, дошкольных учреждениях и т.п.

Маркировка витой пары

Маркировка интернет кабеля витая пара позволяет узнать основную информацию, которую необходимо учитывать при её выборе в зависимости от условий прокладки. В основном она состоит из следующих обозначений:

Пример маркировки кабеля витая пара
1. Производитель
2. Тип экранирования
3. Количество пар
4. Категория кабеля
5. Одножильный или многожильный
6. Тип оболочки
7. Цвет

Кроме этого может быть обозначен калибр кабеля в стандарте AWG, материал проводника, длина бухты и пригодность для внешней прокладки.

Применение витой пары

Она широко используется для передачи данных и телекоммуникационных приложений в структурированной кабельной системе. Поскольку дальность передачи, скорость и пропускная способность у витой пары ограничены, она часто используются в телефонных линиях для передачи голоса и данных, а также в локальной сети и сети Интернет.