Описание разновидностей витой пары и типов соединений
Витую пару классифицируют:
1. В зависимости от наличия медной оплетки или алюминиевойфольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности витой пары:
Незащищенная витая пара:
— неэкранированная витая пара (UTP — Unscreened twistedpair) — экранирование полностью отсутствует;
— фольгированная витая пара (FTP — Foiled twisted pair) —также известна как S/UTP[1] присутствует один общий внешний экран;
— фольгированная экранированная витая пара (SFTP —Shielded Foiled twisted pair) — отличается от FTP наличием дополнительного внешнегоэкрана из медной оплетки.
Защищенная витая пара:
— защищенная витая пара (STP — Shielded twisted pair) —присутствет экран для каждой пары;
— защищенная экранированная витая пара (S/STP — Screenedshielded twisted pair) — отличается от STP наличием дополнительного общеговнешнего экрана.
Экранирование обеспечивает лучшую защиту отэлектромагнитных наводок как внешних, так и внутренних, и т. д. Экран по всейдлине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран вслучае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.
2. В зависимости от структуры проводников — кабельприменяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит изодной медной жилы, а во втором — из нескольких.
Одножильный кабель не предполагает прямых контактов сподключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки вкоробах, стенах и т. д. с последующим оконечиванием розетками. Связано это стем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются.Однако для «врезания» в разъемы панелей розеток такие жилы подходят как нельзялучше.
В свою очередь многожильный кабель плохо переносит«врезание» в разъёмы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательноведет себя при изгибах и скручиваниях. Кроме того, многожильный провод обладаетбо? льшим затуханием сигнала.[1][2] Поэтому многожильный кабель используют восновном для изготовления патчкордов (PatchCord), соединяющих периферию срозетками.
Категории кабеля
Существует несколько категорий витой пары, которыенумеруются от CAT1 до CAT7 и определяют эффективный пропускаемый частотныйдиапазон. Кабель более высокой категории обычно содержит больше пар проводов икаждая пара имеет больше витков на единицу длины.
CAT1 (полоса частот 0.1 МГц) — телефонный кабель, всегоодна пара. Применяется кабель либо в «скрученном» виде, либо вообще без скруток(«лапша» — у нее характеристики не хуже, но больше влияние помех). Используетсятолько для передачи голоса или данных при помощи модема.
CAT2 (полоса частот 1 МГц) — старый тип кабеля, 2-е парыпроводников, поддерживал передачу данных на скоростях до 4 Мбит/с. Сейчасиногда встречается в телефонных сетях.
CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 2-х парный кабель,использовался при построении локальных сетей 10BASE-T и token ring,поддерживает скорость передачи данных до 10 Мбит/с или 100 МБит/с по технологии100BASE-T4. В отличие от предыдущих двух, отвечает требованиям стандарта IEEE802.3. Также до сих пор встречается в телефонных сетях.
CAT4 (полоса частот 20 МГц) — кабель состоит из 4-хскрученных пар, использовался в сетях token ring, 10BASE-T, 100BASE-T4,скорость передачи данных не превышает 16 Мбит/с по одной паре, сейчас неиспользуется.
САТ5 (полоса частот 100 МГц) — 4-х парный кабель, это иесть то, что обычно называют кабель «витая пара», благодаря высокой скоростипередачи, до 100 Мбит/с при использовании 2-х пар и до 1000 Мбит/с, прииспользовании 4-х пар, является самым распространённым сетевым носителем,использующимся в компьютерных сетях до сих пор. При прокладке новых сетейпользуются несколько усовершенствованным кабелем CAT5e (полоса частот 125 МГц),который лучше пропускает высокочастотные сигналы. Ограничение на длину кабелямежду устройствами (компьютер-свич, свич-компьютер, свич-свич) 100 м. Ограничение хаб-хаб 5 м.
CAT6 (полоса частот 250 МГц) — применяется в сетях FastEthernet и Gigabit Ethernet, состоит из 4-х пар проводников и способенпередавать данные на скорости до 10000 Мбит/с. Добавлен в стандарт в июне 2002года. Существует категория CAT6е, в которой увеличена частота пропускаемогосигнала до 500 МГц. По данным IEEE 70 % установленных сетей в 2004 году,использовали кабель категории CAT6.
CAT7 — Спецификация на данный тип кабеля пока неутверждена, скорость передачи данных до 100 Гбит/с, частота пропускаемогосигнала до 600—700 МГц. Кабель этой категории экранирован. Седьмая категория впринципе не UTP а S/FTP (Screened Fully shielded Twisted Pair). Благодарядвойному экрану длина кабеля может превышать 100 м.
Схемы обжимки
Данные схемы обжимки витой пары приведены для кабелякатегории 5 (4 пары проводников).
/>
Существует 2 схемы обжимки кабеля: прямой кабель иперекрёстный (кросс-овер) кабель. Первая схема используется для соединениякомпьютера со свитчем\хабом, вторая для соединения 2-х компьютеров напрямую идля соединения некоторых старых моделей хабов\свитчей (uplink порт).
Вариант по стандарту EIA/TIA-568A:
1 — бело-зелёный — 1
2 — зелёный — 2
3 — бело-оранжевый — 3
4 — синий — 4
5 — бело-синий — 5
6 — оранжевый — 6
7 — бело-коричневый — 7
8 — коричневый — 8
И по стандарту EIA/TIA-568B:
1 — бело-оранжевый — 1
2 — оранжевый — 2
3 — бело-зелёный — 3
4 — синий — 4
5 — бело-синий — 5
6 — зелёный — 6
7 — бело-коричневый — 7
8 — коричневый — 8
Перекрёстный кабель (Crossover)
№ контакта — цвет жилы — № контакта на другом конце кабеля
1 — бело-оранжевый — 3
2 — оранжевый — 6
3 — бело-зелёный — 1
4 — синий — 4
5 — бело-синий — 5
6 — зелёный — 2
7 — бело-коричневый — 7
8 — коричневый — 8
Перекрёстный кабель для соединения двух сетевых картнапрямую на скорости 1 Гигабит/с (Crossover)
№ контакта — цвет жилы — № контакта на другом конце кабеля
1 — бело-оранжевый — 3
2 — оранжевый — 6
3 — бело-зелёный — 1
4 — синий — 8
5 — бело-синий — 7
6 — зелёный — 2
7 — бело-коричневый — 5
8 — коричневый — 4
Бело-оранжевая жила меняется с бело-зелёной, оранжевая сзелёной (для 100-мегабитного соединения); синяя жила меняется сбело-коричневой, бело-синяя с коричневой (для гигабитного соединения, для 100мегабит их можно обжать в любом порядке или вообще не обжимать).
Использование кабеля, обжатого не по стандарту, можетпривести к тому, что кабель работать не будет, или будет очень большой процентпотерь (в зависимости от длины кабеля), а также — ситуациям полной проверкикабеля для определения назначения тех или иных пар.
Данные схемы обжимки подходят как для 100-мегабитногосоединения, так и для гигабитного. При использовании 100 мегабитного соединенияиспользуются только 2 из 4-х пар, а именно оранжевая и зеленая. Синяя икоричневая пары в таком случае могут быть использованы для подключения второгокомпьютера по тому же кабелю. Каждый конец кабеля раздваивают на два по двепары, и получают как бы два кабеля, но под одной изоляцией. При использованиигигабитного соединения используются все 4 пары проводников.
При прокладке витой пары должна выдерживаться заданнаякривизна в местах изгиба. Превышение может привести к уменьшениюсопротивляемости наводкам или к разрушению кабеля. При прокладке экранированнойвитой пары необходимо следить за целостностью экрана по всей длине кабеля.Растяжение или изгиб приводит к разрушению экрана, что влечет уменьшениесопротивляемости наводкам. Дренажный провод должен быть соединен с экраномразъема.
Пример описания характеристик кабеля Hyperline (витая параUTP, категория 5e, 4 пары, solid):
Спецификация:
Соответствует стандартам ANSI/TIA/EIA-568B.2
Класс пожарной безопасности СМ
Кабель соответствует стандарту пожарной безопасности UL1581 VW-1
Описание:
Неэкранированный медный кабель, 4 пары, категория 5е,одножильный
Кабель подходит для использования внутри помещений
Материалы:
Проводящий материал: проволока из мягкой отожженнойэлектролитической меди
Изоляция жил: полиэтилен высокой плотности
Внешняя оболочка: ПВХ (поливинилхлорид)
Технические характеристики:
Диаметр проводника (жилы): 0,51 мм (24 AWG)
Диаметр проводника с оболочкой: 0,9 ± 0,02 мм
Внешний диаметр (размер) кабеля: 5,1 ± 0,2 мм
Толщина внешней оболочки: 0,4 мм
Минимальный радиус изгиба: 4 внешних диаметра кабеля
Усилие на разрыв рипкорда: 10 кг
Удлинение жилы: не менее 14%
Растягивающее усилие: 92 H
Прочность на разрыв: 400 H
Температура прокладки: -5°C – +50°C
Рабочая температура: -20°C – +75°C
Вес 1 км кабеля: 32 кг
Стандартная упаковка: 305 мЭлектрические характеристики: Частота, МГц RL Затухание, дБ NEXT, дБ PSNEXT, дБ ELFEXT, дБ PSELFEXT, дБ 0.772 - 1.8 67.0 64.0 - - 1.0 20.0 2.0 65.3 62.3 63.8 60.8 4.0 23.0 4.0 56.3 53.3 51.7 48.7 8.0 24.5 5.8 51.8 48.8 45.7 42.7 10.0 25.0 6.5 50.3 47.3 43.8 40.8 16.0 25.0 8.2 47.3 44.3 39.7 36.7 20.0 25.0 9.3 45.8 42.8 37.7 34.7 25.0 24.3 10.4 44.3 41.3 35.8 32.8 31.25 23.6 11.7 42.9 39.9 33.9 30.9 62.5 21.5 17.0 38.4 35.4 27.8 24.8 100.0 20.1 22.0 35.3 32.3 23.8 20.8
Макс. сопротивление проводника при 20°C: 9.38 Ом/100 м
Дисбаланс сопротивления :5%
Емкостный дисбаланс пары по отношению к земле на частоте 1кГц: 330 пФ/100 м
Сопротивление на частоте 0,772-100 МГц: 85-115 Ом
Макс. рабочая емкость: 5.6 нФ/м
Проба на искру: 2.5 кВ
UTP4-C5e-SOLID-XX Кабель неэкранированная витая пара(UTP), 4 пары, одножильный (solid), внутренний (indoor), категория 5e. Где XX –цвет оболочки кабеля: GY-серый, WH-белый, BL-синий, RD-красный, GN-зеленый,YL-желтый, BK-черный, OR-оранжевый, PK-розовый.
Разъемы, применяемые совместно с кабелем «Витаяпара»
На данный момент существует четыре основных типа разъемов,совместно с которыми используется кабель «Витая пара». Два из нихимеют по 8 контактов, и часто именуются как RJ45, что не совсем верно.Остальные разъемы имеют по 6 контактов, именуемые как RJ11 или RJ12 в зависимостиот количества активных контактов. Использование подобной терминологии можетприводить к противоречиям, поскольку аббревиатура RJ используется дляидентификации кабельной разводки, закрепленной USOC (Universal Service OrderingCodes). Само сокращение RJ расшифровывается как Registered Jack.
/>
Каждый из приведенных выше разъемов может использоватьсядля различных конфигураций разводки. Так, к примеру, 6-ти пиновый разъем можетбыть сконфигурирован под однопарную схему разводки RJ11C, двупарную RJ14C, илитрехпарную схему RJ25C. В свою очередь 8-ми пиновый разъем поддерживаетконфигурацию RJ61C (4 пары) и RJ48C. Модифицированный 8-ми пиновый разъем сключом с легкостью используется для схем RJ45S, RJ46S, RJ47S.
Последний из представленных разъемов разработанкорпорацией DEC (Digital Equipment Corporation). Разъем требует использованиямодифицированного коннектора, тем самым предотвращая возможность подключенияинформационного линка к телефонным линиям.
Стандартные разводки кабеля «Витая пара»
В настоящее время наиболее популярны две схемы — T568A иT568B. Они идентичны в случае, если не используются вторая и третья пары.Предпочтительна первая схема, поскольку она совместима с однопарной и двупарнойконфигурацией системы USOC. Однако обе схемы могут использоваться для линийISDN (Integrated Servises Digital Network), а также в высокоскоростных сетях.Дело в том, что схемы разработаны таким образом, чтобы свести к минимумувзаимные наводки в парах. А это необходимое условие для категорий 3, 4, 5, 5e и6. Поэтому при реализации высокоскоростных сетей используют именно этиконфигурации.
/>
/>T568A PIN# 5 4 3 6 1 2 7 8 Пара, ID T1 R1 T2 R2 T3 R3 T4 R4 T568B PIN# 5 4 1 2 3 6 7 8 Пара, ID T1 R1 T2 R2 T3 R3 T4 R4
Есть и другой принцип разводки — USOC. Эта разводкаподходит для одно, двух, трех и четырехпарной кабельной системы. Как и всистемах T568, первая пара располагается на центральных пинах, вторая же пара,подобно разводке T568A, занимает пины 3 и 6. Таким образом если кабельнаясистема использует только первые две пары, то схемы T568A и USOC — идентичны.Пара 3 занимает следующие внешние пины 2 и 7. И наконец последняя парарасполагается на контактах 1 и 8. Преимущество схемы USOC состоит в возможностииспользовать одно, двух и трехпарные системы в при 8-ми пиновой USOC-разводке.Однако это достоинство не идет ни в какое сравнение с недостатком — слабойстойкости к наводкам, создаваемых в парах. Вследствие этого USOC неиспользуется при создании скоростных сетей.
/>
/>USOC 4 пары PIN# 5 4 3 6 2 7 1 8 Пара, ID T1 R1 T2 R2 T3 R3 T4 R4 USOC 1,2,3 пары PIN# 4 3 2 5 1 6 Пара, ID T1 R1 T2 R2 T3 R3
Реализация сетевых топологий на основестандартной разводки
Топология сети 10BaseT реализуется с помощью 8-ми пиновогоразъема по схожей схеме с T568A и T568B, однако на контакты выводятся другиепары. Если все же пользоваться стандартами T568, то в случае первой пары (поверсии 10BaseT) необходимо использовать 3-ю/2-ю пару разводки T568A/T568B, а вкачестве второй 2-ю/3-ю пару T568A/T568B.
/>
Как и 10BaseT, ATM и TP-PMD реализуются только на 8-мипиновом разъеме с использованием двух пар, и точно также схема схожа состандартными разводками T568A и T568B. В данной разводке в случае первой пары(по версии 10BaseT) необходимо использовать 3-ю/2-ю пару разводки T568A/T568B,а в качестве второй 4-ю пару T568A или T568B.
Еще одна разводка, косвенно совместимая с T568A/B, а такжеи со схемой USOC — Token Ring. Она строится на двух парах, но занимают оницентральные контакты. Причем Token Ring может сразу строится на основе схемыT568A и USOC без каких либо модификаций. В случае же использования T568B,необходимо в качестве второй пары применять 3-ю.
MMJ — частный стандарт для оборудования DEC, реализуетсяна 6-ти пиновом модифицированном разъеме. Разводка не совместима ни с USOC, нис T568A/B. Первая пара выводится на 2-ой и 3-ий контакты, вторая на 4-ый и5-ый, а третья пара занимает внешние 1-ый и 6-ой пины.
Кросс-разводка кабеля «Витая пара»
Термин «кросс-разводка» используетсяприменительно к разводке пар в патч-кордах. Всего существует две базовыхкросс-разводки — прямая и перекрестная. Их названия говорят сами за себя.
/>
В первом случае каждый проводник выводится строго на один итот же контакт разъемов с обоих концов кабеля. Т.е. 1-ый контакт с одного концасоединен с 1-ым на другом, 2-ой со 2-ым, и так все пины. Патч-корды с подобнойразводкой используются в кроссировочных узлах. При соединении с сетьюоконечного оборудования, будь то персональный компьютер, факс и т.п.,применяются патч-корды с перекрестной кросс-разводкой. Конкретная схемаперекрестной кросс-разводки зависит от конкретной реализуемой сети, вчастности, один из стандартов предполагает образование перекрестной разводки засчет смены местами четырех пинов. Первый меняется с третьим, а второй с шестым.