Витая пара широко применяется в телекоммуникационных системах. Чаще всего в телефонных линиях для передачи голоса и данных, а также в локальных сетях.
Содержание:
Главными достоинствами витой пары из медного кабеля по сравнению с оптическим можно считать дешевизну и простоту развертывания. Монтажнику достаточно иметь инструмент для обжима (кримпер) и коннекторы типа RJ45. Кабельные линии на основе медного кабеля являются более устойчивыми к повреждениям и ремонтопригодными в сравнении с волоконно-оптическими линиями. В случае повреждения коннектора витой пары, его можно просто и недорого заменить.
Устройство витой пары
Витая пара представляет собой кабель, внутри которого содержится нескольких скрученных в жгуты изолированных проводников. Обычно провод имеет 2 или 4 пары внутренних жил. Благодаря скрутке проводников обеспечивается достаточно надежная защита кабеля от помех. Наличие же дополнительного экрана защищает витую пару от радиочастотных помех. Поэтому экранированный витой кабель часто используют, когда рядом располагается источник мощного электромагнитного излучения.
Основные конструктивные элементы витой пары:
- проводники из меди или биметалла
- изоляция проводников
- защитный экран из алюминиевой фольги
- дренажный провод
- наружная оболочка из PVE (ПВХ)
В качестве оболочки в витой паре в основном используют следующие материалы:
- PVE (ПВХ) – поливинилхлорид, кабель предназначенн 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. Такой кабель пожаробезопасен и предназначен для прокладки в местах, где возможно массовое скопление людей.
Типы витой пары
Как писалось выше, для защиты от электромагнитных помех используется экранирование. Экранирование применяется как к отдельным витым парам, которые оборачиваются в алюминиевую фольгу (металлизированную полиэтиленовую ленту), так и к кабелю в целом в виде общего экрана из фольги, а в ряде случаев с добавлением оплетки из медной проволоки. Экран также может быть соединен с неизолированным дренажным проводом, который служит для заземления и механически поддерживает экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.
Согласно международному стандарту ISO/IEC 11801 (приложение E), для обозначения конструкции экранированного кабеля используется комбинация из трех букв:
U — неэкранированный,
S — металлическая оплетка (общий экран),
F — металлизированная лента (алюминиевая фольга).
Из этих букв формируется аббревиатура, обозначающая тип общего экрана и тип экрана для отдельных пар.
В итоге распространение получили кабели такого типа:
Неэкранированный кабель (U/UTP) - экранирование отсутствует (категория 6 и ниже).
Индивидуальный экран (U/FTP) - экранирование фольгой каждых отдельных пар. Защищает от внешних помех и от перекрестных помех между витыми парами.
Общий экран (F/UTP, S/UTP, SF/UTP) - общий экран из фольги, оплетки, или фольги с оплеткой. Защищает от внешних электромагнитных помех.
Индивидуальный и общий экран (F/FTP, S/FTP, SF/FTP) - индивидуальные экраны из фольги для каждой витой пары, плюс общий экран из фольги, оплетки, или фольги с оплеткой. Защищает от внешних помех и от перекрестных помех между витыми парами.
Экранированные кабели категорий 5e, 6/6A и 8/8.1 чаще всего используют конструкцию F/UTP (общий экран из фольги), тогда как экранированные кабели категорий 7/7A и 8.2 используют конструкцию S/FTP (с общей металлической оплеткой и фольгой для каждой пары). О категориях витой пары мы расскажем в следующем пункте.
Категории кабеля витая пара (скорость передачи данных)
Сегодня существует восемь категорий витой пары - от 1 до 8. Каждая категория определяет пропускную способность по частоте и соответсвенно скорость обмена данными. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов и каждая пара имеет больше витков на единицу длины.
Сat1 Линия из двух проводов, используется только в аналоговой телефонии (не подходит для современных систем).
Сat2 Кабель из двух пар был создан для сетей TokenRing и Arcnet. Сейчас иногда встречается в телефонных сетях. Обеспечивает скорость до 4 Мбит/с.
Сat3 Самый первая витая пара на 4 пары. Разработана для использования в сетях Ethernet 10Base-T. Сегодня мало используется.
Сat4 Кабель состоит из 4-х скрученных пар и применялся в сетях Token Ring, 10/100Base-T. Скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре.
Сat5 Первая витая пара, что позволила передавать информацию на скорости до 100 Мбит/сек. Поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар.
Сat5e усовершенствованный вариант Cat5. Самый популярный и востребованный кабель. С его помощью можно передавать информацию на скорости до 1 Гбит/с. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Преимущества данного кабеля в более низкой себестоимости и меньшей толщине.
Сat6 Неэкранированный кабель (UTP) состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на короткие расстояния (до 55 м).
Сat6a Улучшенный вариант Сat6. Кабель разработан в 2008 г. Состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на расстояние до 100 м. Кабель этой категории имеет либо общий экран (F/UTP), либо экраны вокруг каждой пары (U/FTP).
Сat7 Категория была создана в 2002 году совместно с Сat6. Скорость передачи данных - до 10 Гбит/с. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары (F/FTP или S/FTP).
Сat7a Модификация Сat7. Кабель имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары (F/FTP или S/FTP).
Сat8/8.1 Этот стандарт представили в 2016 г. Полностью совместим с кабелем категории 6a. Скорость передачи данных до 40 Гбит/с при использовании стандартных коннекторов 8P8C. Кабель этой категории имеет либо общий экран, либо экраны вокруг каждой пары (F/UTP или U/FTP).
Cat8.2 Этот кабель отличается от Cat 8.1 большей стойкостью к помехам и используется с проприетарными коннекторами TERA, GG45 и ARJ-45. Полностью совместим с кабелем категории 7a. Скорость передачи данных до 40 Гбит/с. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары (F/FTP или S/FTP).
Более подробно эти категории с указанием их пропускной способности рассмотрены в статье «Выбираем правильный патч-корд. Как быстро подключить роутер по кабелю».
Виды защитного экрана кабеля витая пара
Внешний экран кабеля бывает двух видов: одинарный — из металлизированной полимерной пленки и двойной — из фольги и оплетки из медной луженой проволокой. Пары в кабеле обычно окружены одинарными экранами из фольги или из пленки. В кабельной технике встречаются и двойные экраны витых пар, но в компьютерных сетях они почти не используются.
Конструкции общих кабельных экранов имеют существенные отличия. Если экран выполнен из продольно наложенной фольгированной пленки, то она лежит обычно алюминиевой стороной внутрь, к сердечнику кабеля, и по этой же стороне прокладывают дренажный провод. Если же поверх фольгированной пленки наложена еще оплетка, то в этом случае слой алюминия часто повернут наружу, и оплетка соприкасается с ним.
Стандарт IEC61156-5 различает две группы изделий: с уровнем 1 (оплеточный экран) и с уровнем 2 (кабель с пленочным экраном). Согласно этого стандарта кабель UTP должен обеспечивать степень подавления внешней помехи на 40 дБ, в то время как у конструкций витой пары S/FTP значение этого параметра составляет 85 дБ.
Об эффективности экранирования и о конструкции экранов можно узнать детальнее из нашей статьи «Выбор кабеля типа витая пара: UTP или FTP?».
