Витая пара — разновидность кабеля, используемого для создания соединительных линий. Витая пара, обычно, это кабель, состоящий из некоторого количества скрученных попарно тонких изолированных проводов.

 

Предлагаем Вам выбрать и купить кабель «Витая пара» прямо сейчас!

Каталог витой пары

 

 

 

История

На заре проводной связи использовались однопроводные линии с заземлением открытой прокладки — сигнал шел по одному проводу, вторым («обратным») проводом была Земля. С появлением элетрического городского транспорта (трамваев) выросло количество помех на линиях. И телефонные и телеграфные компании переходят на сбалансированную (двухпроводную) схему, которая, помимо повышения помехоустойчивости позволила снизить затухание сигнала.

По мере роста использования электроэнергии в промышленности и в быту выросло количество линий электропередач, в результате чего росло количество помех в телефонных и телеграфных проводах, проложенных параллельно электрическим проводам. Был разработан и применен метод прокладки проводов с транспозицией. Транспозиция — это смена положения проводов сигналопроводящей пары определенное количество раз за определенное расстояние — как правило, четыре смены положения за километр. В отдельных глухих районах данный метод используется и сейчас. По существу, пара проводов, проложенная с использованием транспозиции — это ранняя реализация витой пары с редкими витками.

Метод скручивания проводов для снижения количества помех был изобретен Александром Грэмом Беллом в 1881 году. Через несколько лет на эту технологию, либо на технологию транспозиции, перешли все американские телефонные компании.

Виды сетевых кабелей

При изготовлении кабелей на базе витой пары применяются различные виды защиты — как электрической (защита сигнала), так и механической и химической — защита конструкции.

Для электромагнитной защиты сигнала применяются различные металлические экраны. Это может быть проволочная оплетка-экран для отдельной пары проводов (англ. - Shield), это может быть экран для всего пучка проводов в кабеле - «общий экран» (англ. - Screen). Для химической защиты — от кислорода воздуха, например — применяются экраны из аллюминиевой фольги или из металлизированной пленки (фольгирование — Foiled). Может использоваться защита от солнечного света — оболочка из черного полиэтилена.

Обычно кабель из витой пары подразделяют на следующие категории:

Экран служит для улучшения защиты от внешних электромагнитных влияний (наводок). По всей длине экранированного кабеля проходит неизолированный провод, соединенный с экраном, который обеспечивает функционирование экрана как единого целого в случае его механической фрагментации — при повреждениях кабеля, изгибах, растяжениях.

В витой паре могут быть использованы одно- и многопроволочные провода. Однопроволочный провод пары состоит из одной цельнотянутой проволоки, многопроволочный — из большого количества тонких скрученных жилок. Каждый из этих двух видов проводов обладает своими преимуществами и недостатками. Многопроволочный кабель обладает большей гибкостью и механической прочностью, поэтому более пригоден для изготовления патчкордов и прочих участков сети, в которых кабель подвергается частым скручиваниям и перегибам. Сигнал в многопроволочном кабеле затухает быстрее, поэтому он менее пригоден для прокладки длинных сегментов сети.

Толстые жилы однопроволочного кабеля легче ломаются при изгибах, но лучше проводят сигнал, поэтому однопроволочный кабель стараются использовать для прокладки длинных прямых участков оканчивающихся розетками и не используют для изготовления коротких соединительных проводов.

Конструкция кабеля

Кабель из витой пары состоит, как правило, из нескольких витых пар. В качестве проводов используется медная проволока толщиной 0,4-0,6 мм. В стандартных сетевых кабелях их 4-х пар используется проволока толщиной 0,51 мм. Материал изоляции — поливинилхлорид, толщиной 0,2 мм, в проводах более высокого класса — полипропилен или полиэтилен, в особокачественных кабелях — пенополиэтилен или тефлон. Пенополиэтилен (ячеистый полиэтилен) обеспечивает лучшую изоляцию, тефлон обеспечивает больший температурный диапазон. Часто внутри кабеля укладывается капроновая «разрывная нить», которая облегчает монтажные работы с кабелем — при вытягивании она разрезает внешнюю оболочку, облегчая ее снятие и открывая пучок проводов без повреждения их изоляции. Кроме того, капрон увеличивает механическую прочность кабеля на разрыв.

Внешняя оболочка кабеля может иметь толщину 0,5-0,9 мм и обычно изготавливается из поливинилхлорида. В поливинилхлорид добавляют карбонат кальция (мел) с целью повышения хрупкости оболочки — это облегчает ровное и точное обламывание кабеля по надрезу, что удобно при монтаже. Оболочка может также изготавливаться из слабогорючих материалов, не выделяющих при горении хлора, такие кабели имеют маркировку Low Smoke Zero Halogen (LSZH) — низкодымные с нулевым содержанием галогенов. В соответствии с европейскими стандартами и правилами пожарной безопасности такие кабели могут использоваться в закрытых помещениях и вентиляционных каналах. Существуют специальные кабели для прокладки на открытых солнечному свету участках, с оболочкой из черного полиэтилена поверх оболочки из поливинилхлорида. Полиэтилен также обеспечивает лучшую защиту от влаги. Такие кабели более горючи, чем обычные, их прокладка внутри зданий запрещена. Цвет оболочки кабелей для внешней прокладки обычно черный. Негорючие кабели обычно оранжевого цвета. Различные оттенки серого характерны для обычных кабелей. В больших пучках кабелей удобно использовать кабели разных цветовых оттенков.

Маркировка кабеля включает в себя отметки длины, данные о производителе и типе кабеля.

Обычно кабели имеют круглую в сечении форму, но могут быть, например, и плоскими — для прокладки под линолеумом и прочими покрытиями пола. Встречаются кабели с водоотталкивающим гелем под оболочкой. Применяется также защита кабелей с помощью гофроленты или стальной оплетки.

Категории кабеля

Категории кабеля в зависимости от характеристик и назначения нумеруются от 1 до 7 (category 1 — category 7, CAT1 — CAT7) и определяют эффуктивную полосу пропускания частот. Больший номер категории соответствует большему числу проводов и большему количеству витков. Американский стандарт описания категорий витой пары — EIA/TIA 568, международный — ISO 11801.

Обозначение

Полоса частот, МГц

Применение

Примечания

CAT1

0,1

Телефонные линии, модемная связь

1 пара, не описано в рекомендациях EIA/TIA для передачи данных (в России применяется кабель и вообще без скруток — «лапша» — у неё характеристики не хуже, но больше влияние помех). В США использовался ранее, только в «скрученном» виде. Используется только для передачи голоса или данных при помощи модема (не подходит для современных систем)

CAT2

1

Старые терминалы (такие как IBM 3270)

2 пары проводников, старый тип кабеля, не описано в рекомендациях EIA/TIA для передачи данных, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с, использовался в сетях Token ring и Arcnet (не подходит для современных систем). Сейчас иногда встречается в телефонных сетях.

CAT3

16

10BASE-T, 100BASE-T4 Ethernet

4-парный кабель, используется при построении телефонных и локальных сетей 10BASE-T и token ring, поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4 на расстоянии не дальше 100 метров.

CAT4

20

token ring, сейчас не используется

кабель состоит из 4 скрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4, скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре.

CAT5

100

100BASE-TX Ethernet (LAN, ATM,CDDI)

4-парный кабель, используется при построении локальных сетей 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T и для прокладки телефонных линий, поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар.

CAT5e

100

1000Base-T

4-парный кабель, усовершенствованная категория 5 (уточненные/улучшенные спецификации). Скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар и до 1000 Мбит/с при использовании 4 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Иногда встречается двухпарный кабель категории 5e. Преимущества данного кабеля в более низкой себестоимости и меньшей толщине.

CAT6

250

Fast Ethernet, Gigabit Ethernet (10GBASE-T Ethernet)

применяется в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на расстояние до 55 м. Добавлен в стандарт в июне 2002 года.

CAT6a

500

Gigabit Ethernet (10GBASE-T Ethernet)

применяется в сетях Gigabit Ethernet, состоит из 4 пар проводников и способен передавать данные на скорости до 10 Гбит/с на расстояние до 100 метров. Добавлен в стандарт в феврале 2008 года, ISO/IEC 11801:2002 поправка 2.

CAT7

600

Gigabit Ethernet (10GBASE-T Ethernet)

спецификация на данный тип кабеля утверждена только международным стандартом ISO 11801, скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Кабель этой категории имеет общий экран и экраны вокруг каждой пары. Седьмая категория, строго говоря, не UTP, а S/FTP (Screened Fully Shielded Twisted Pair).

CAT7a

до 1200

Gigabit Ethernet (40GbE, 100GbE)

разработана для передачи данных на скоростях до 40 Гбит/с на расстояние до 50 м и до 100 Гбит/с на расстояние до 15 м.

Каждая пара проводов в кабеле должна иметь волновое сопротивление 100+-15 Ом. Если волновое сопротивление будет отличаться, то форма сигнала будет отличаться от необходимой и передача данных станет затруднена. Некачественные соединения (скрутки, некачественные розетки) влияют на качество сигнала.

Схемы обжима

Применяется разъем 8P8C.

Обычно провода в кабеле используются следующим образом.

Пара 1-2 (TDP-TDN) используется для передачи сигнала от порта MDI в порт MDI-X, пара 3-6 (RDP-RDN), соответственно, для приема портом MDI из порта MDI-X. Если мы говорим о передаче данных в локальной сети, эти пары используются всегда. Пары 4-5 и 7-8 могут быть задействованы или не задействованы в зависимости от стандарта передачи данных и спецификации. При использовании 100-мегабитной сети синие и коричневые проводане задействуются, при использовании гигабитной сети задействуются для передачи данных все провода.

Обозначение

Описание

1

TX+ (TXP)

Прямой сигнал передачи

2

TX- (TXN)

Инверсный сигнал передачи

3

RX+ (RXP)

Прямой сигнал приема

4

   

5

   

6

RX- (RXN)

Инверсный сигнал приема

7

   

8

   

В зависимости от длины кабеля и характера ошибки, использование нестандартно обжатого кабеля может привести к невозможности передачи данных либо к большому количеству ошибок. Существуют специальные устройства проверки правильности обжима — кабельные тестеры.

Возможны два варианта обжима проводов в разъеме.

Первый вариант — «обычный», прямой — для соединения сетевой платы компьютера с портом концентратора или свитча.

Второй вариант — «кросслинк», «кроссовер», перекрестный — для прямого соединения двух сетевых карт.

Как правило, современные сетевые карты и другое сетевое оборудование способны автоматически распознать метод разводки проводов и переключиться в необходимый режим.

Прямой вариант

>Стандарт TIA/EIA-568A

1: Бело-зеленый 2: Зелёный 3: Бело-оранжевый 4: Синий 5: Бело-синий 6: Оранжевый 7: Бело-коричневый 8: Коричневый

>Стандарт TIA/EIA-568B

1: Бело-оранжевый 2: Оранжевый 3: Бело-зелёный 4: Синий 5: Бело-синий 6: Зелёный 7: Бело-коричневый 8: Коричневый

Старые цвета витой пары: 1: синий 2: оранжевый 3: чёрный 4: красный 5: зелёный 6: жёлтый 7: коричневый 8: серый

Перекрестный вариант

С одного конца провода применяется схема EIA/TIA-568B, с другого конца схема EIA/TIA-568А, что дает возможность передачи данных со скоростью до 100 Мб/с.

При необходимости передачи данных со скоростью до 1000 Мб/с, кроссовер-кабель обжимается с одного конца по стандарту EIA/TIA-568B, с другого конца следующим образом: 1: Бело-зелёный 2: Зелёный 3: Бело-оранжевый 4: Бело-коричневый 5: Коричневый 6: Оранжевый 7: Синий 8: Бело-синий

Монтаж

При монтаже витой пары следует не допускать перегибов кабеля (возможно повреждение оболочки или разрушение экрана экранированного кабеля), избегать изгибов кабеля — изгибы кабеля малого радиуса могут приводить к увеличению помех. Следует следить за целостностью экрана, в случае его наличия.