Мережеві Ethernet кабелі кручена пара: види, категорії, характеристики, маркування

Віта пара є від однієї до декількох скручених між собою пар ізольованих мідних провідників, розташованих паралельно і покритих загальною оболонкою. Крок скручування у кожної пари свій.

Чому саме мідь? Та просто це один із найдешевших металів із гарною електропровідністю. Але слід врахувати, що є чиста мідь без вмісту кисню (BC), звичайна мідь (CU) та мідь (CCC), в якій середина жили виконана з мідного брухту або сплаву міді і цинку, а верхній шар покритий електротехнічною міддю.

Існують менш поширені варіанти: з обідненого алюмінію (CCA), але такі контакти легко ламаються на згинах, та ще й окислюються. У дешевих коаксіальних кабелях використовується сталевий провідник (CCS).

При прямому кабельному з'єднанні весь струм рухається одному напрямку. Електричний струм, що протікає через кабель, створює невелике кругле магнітне поле навколо дроту. Саме тому у дротовому телефонному зв'язку з прямим розташуванням жил можна почути шум під час розмови.

Коли жили кабелю закручені між собою, їх магнітні поля протилежні одна одній. Таке розташування жил допомагає зменшити перехресні перешкоди чи електромагнітну індукцію між парами проводів (взаємні наведення). Вони фактично нейтралізують випромінювання один одного та будь-яких зовнішніх магнітних полів.

Віта пара відноситься до слаботочних кабелів і широко використовується:

• для організації телефонного зв'язку;
• створення локальних комп'ютерних мереж Ethernet;
• у мережах інтернет;
• для систем сигналізації, оповіщення та відеоспостереження.

Швидкість передачі, максимальна відстань і пропускна здатність у кручений пари обмежені і залежить від конструкції, що використовується.

Маркування кабелю кручена пара

Маркування наноситься на кожному метрі (іноді футі) оболонки дроту, в якій вказується:

1. виробник кабелю (бренд);
2. місяць та рік випуску кабелю (ММ/РРРР);
3. тип екранування;
4. кількість пар;
5. категорія кабелю;
6. одножильний або багатожильний;
7. діаметр жили;
8. колір, оболонка матеріалу.

Не обов'язково вся ця інформація буде нанесена, але по ній ви зможете достатньо дізнатися про конкретний вид кабелю, який потрапив до вас у руки.

По мітках можна визначити довжину вже проведеної кабельної траси або скільки метрів залишилося. У бухті маркування по метражу починається з кінця дроту, тому зустрівши на оболонці напис виду XXXm ви знатимете, скільки метрів у ній залишилося. Наприклад «125m» означатиме, що у вас у залишку 125 метрів кабелю.

Нерідко у маркуванні можна побачити позначення площі поперечного перерізу в американському стандарті калібру проводів AWG:

• 0,41 мм (26AWG);
• 0,45мм (25AWG);
• 0,51 мм (24AWG);
• 0,57 мм (23AWG);
• 0,64мм (22AWG).

На ринку є багато відомих брендів: Cabeus, REXANT, ProConnect, Hyperline, Belden, Netko, TWIST, Eletec Systems, Lanmaster, ParLan, TWT, Одескабель та інші.

Види екранування, маркування кабелю

Простого скручування пари провідників буває недостатньо. Тоді для зниження впливу на сигнал електромагнітних перешкод застосовують екранування кабелю фольгою, металевою обплетенням або комбінуванням обох варіантів.

Для зниження зовнішніх електромагнітних перешкод екранується весь кабель (загальний екран), а мінімізації взаємних наведень екранують кожну пару окремо (індивідуальний екран).

За стандартом ISO/IEC 11801 маркування витої пари має вигляд: XX/XXX.

Зліва вказується вигляд загального екрана:

• SF (braid and foil screened) - подвійний з обплетення та фольги;
• S (braid screened) - з обплетення;
• F (foil screened) - фольгований;
• U (unscreened) - екранування відсутнє.

Перша буква у правій частині маркування (U, F, S) вказує на вигляд індивідуального екрану та кабелю, а останні дві букви для цього типу завжди будуть TP (twisted pair).

Неекранована кручена пара

Кабелі UTP (unshielded) використовуються в домашніх мережах і невеликих офісах, де відсутнє обладнання, що викликає сильні електромагнітні перешкоди.

Екранована кручена пара

Кабелі STP (Shielded twisted pair) і FTP (Foiled twisted pair) товщі і жорсткіші за рахунок додаткового екранування, більш крихкі на вигин і вимагають заземлення для шунтування перешкод, що вловлюються екраном. передавати сигнал із більшою швидкістю та дальністю.

Категорії кабелю та кількість пар

На категорії кручена пара підрозділяється за характеристиками дроту:

• частотний діапазон, що максимально пропускається (швидкість передачі даних в МБ/сек),
• товщина жили, числі витків на одиницю довжини,
• кількість жил.

Чим вище категорія, тим кращі характеристики та швидкість передачі сигналу. Вита пара більш високого класу підтримує можливості кручений пари нижчого класу.

Кількість пар маркується як Хpr. Наприклад, 4pr означатиме, що перед вами кабель на 4 пари.

Типи жив у кручений парі

Віта пара складається з одножильних (solid) або багатожильних проводів, з'єднаних у пучок (patch, stranded).

Провід із цільними жилами має велику міцність і завадостійкість, має менше загасання сигналу, підходить для розведення мережі по довгих ділянках. Прокладається стінами, в кабель-каналах.

З одножильних найбільш поширений кабель із чотирьох кручених пар. IP камери, комутатори та інше мережеве обладнання, а також багато комп'ютерів, принтерів і сучасних телевізорів мають роз'єм 8P8C (часто називають RJ-45, що є помилкою, але у нас всі його так називають) для підключення по цьому типу кабелю. Раніше LAN порт можна було зустріти майже на всіх ноутбуках, але останнім часом таких моделей дедалі менше.

Багатодротяний частіше застосовується для збирання заводських патч-кордів. Він добре набуває форми і стійкий до багаторазових зламів. Для обтиснення багатожильних кручених пар звичайні конектори не підійдуть — потрібні спеціальні зубці яких у ламелях розведені в сторони.

Типи оболонок кручений пари

Кабелі витої пари випускаються з різним типом оболонки і підбираються під конкретні умови експлуатації. Призначення кабелю часто можна визначити за кольором оболонки:

Для запобігання механічним пошкодженням як матеріал оболонки та ізоляції у кручений парі використовують:

PVC - Кабелі з оболонкою з полівінілхлориду. Найбільш дешеві та простими за конструкцією. Їх використовують усередині приміщень, у місцях, де немає суворих вимог пожежної безпеки.

PP - Кабелі з оболонкою з поліпропілену. Як і PVC, їх використовують для прокладання всередині приміщень.

PUR - Кабелі з оболонкою з поліуретану призначені для промислового використання. Стійкі до впливу слабких мінеральних та органічних кислот та лугів.

PE — кабелі з оболонкою з поліетилену застосовуються для прокладання поза приміщеннями, оскільки мають підвищену гнучкість, а також стійкість до УФ-випромінювання та перепадів температур.

RNC - Кабель з оболонкою з негорючих і не підтримують горіння матеріалів, не схильний до корозії.

FR - Кабель з вогнестійкою оболонкою. Зберігає працездатність під впливом полум'я.

LSZH, LS0H, LSOH, LSNH - Кабель зі стійкою до горіння оболонкою з низьким димовиділенням (Low Smoke) і нульовим вмістом галогенів (Zero Halogen). Застосовується для прокладання у приміщеннях, розрахованих на наявність великої кількості людей, знижуючи ризик заподіяння їм шкоди у разі займання.

K - поверх оболонки накладена броня у вигляді обплетення із сталевих оцинкованих дротів, що дозволяє захистити кабель від гризунів. Підійде для прокладання під землею.

B - Кабель броньований сталевою стрічкою, яка обвивається вздовж кабелю. Також застосовується для прокладання під землею.

C — з тросом, що несе, не дає ламатися проводам при протяжці між будівлями.

Особливості прокладання кабелю, поради

Наприкінці статті кілька важливих рекомендацій:

• прокладати виту пару між пристроями краще нерозривним проводом;
• довжина кабелю впливає якість переданого цифрового сигналу;
• при використанні неекранованого кабелю важливо уникати джерел електромагнітного випромінювання: люмінесцентних ламп, трансформаторів, мікрохвильових печей, Wi-Fi роутера, силових кабелів;
• не можна прокладати в одному коробі із силовим кабелем;
• не допускайте розтягування кабелю;
• Для обтиску крученої пари краще використовувати спеціальні обтискні кліщі (кримпер). Оболонка кабелю теж повинна заходити в роз'єм і бути обтиснута;
• сучасні розетки RJ45 дозволяють обходитися без інструменту для закладання витої пари (розшивочного ножа або стрипера): після розподілу провідників просто закрийте кришку розетки і вона зафіксує з'єднання.

Віта пара

Віта пара – це різновид кабелю зв'язку. Вона включає одну або кілька пар провідників в ізоляції, які переплетені між собою і укладені в захисну оболонку. Основне застосування цього кабелів – передача даних між пристроями в мережах. Для з'єднання використовується роз'єм 8Р8С.

У цій статті ми розповімо, що це за кабель, опишемо його види, особливості, способи підключення і відповімо на інші питання, що часто виникають.

Де застосовується?

Віта пара – це один із основних елементів кабельних мереж у комп'ютерних та телекомунікаційних системах. Вона широко використовується для створення локальних мереж, включаючи домашні та офісні мережі, а також у системах передачі даних в Інтернеті. Основні переваги кручений пари - простота монтажу і невисока ціна.

Види кручених пар

Насамперед, цю категорію кабелів можна розділити на внутрішні та вуличні.Вуличні кабелі можуть використовуватися всередині приміщень, але внутрішні не рекомендуються для вуличних умов. У вуличних є щільніше обплетення, іноді навіть вбудований металевий або пластиковий трос, який надає додатковий захист проводам під час укладання. Також варто відзначити, що всі вуличні кабелі мають внутрішній капроновий елемент, що запобігає розриву проводів при надмірному натягу. Цей елемент також є у деяких внутрішніх кабелів, але далеко не у всіх.

Також кабель кручена пара буває одножильний і багатожильний. Між ними є кілька відмінностей, але ключова відмінність полягає в їхній здатності до вигину та скручування. Одножильні дроти не виносять частих вигинів, тоді як багатожильні справляються з цим краще. Саме тому багатожильні дроти частіше використовуються для створення патчкордів, тобто для прямого з'єднання розеток та мережевих пристроїв.

Існують різні форми: круглі чи овальні, а також плоскі. Круглі форми поширеніші, а плоскі використовуються, наприклад, для прокладання в стінах, коли основа має плоску структуру.

Наступний фактор – кількість провідних пар. У більшості випадків застосовуються 2-парні або 4-парні. Загалом існує 7 видів:

• UTP – найпростіша кручена пара з усіх кабелів цієї категорії, про яку ми вже розповіли;
• FTP – це екранований кабель, з фольгованим шаром між ізоляцією та провідниками для захисту від зовнішніх електромагнітних впливів;
• STP – у разі замість одного загального екрана використовується кілька окремих кожної пари провідників;
• S/FTP (або SF/UTP) – це тип сумісного екрану з фольги та металевої сітки для додаткового захисту;
• U/STP – має окремі екрани для кожної пари та загальний екран із фольги;
• S/STP - тут використовуються як окремі, так і загальна дротяна броня;
• F/UTP – у разі застосовується лише загальний фольгований захист.

Категорії кручених пар

Є 8 категорій, які відрізняються структурою та пропускною спроможністю. Перерахуємо та опишемо їх:

вже практично не використовується. Швидкість до 256 Кбіт/с, частота від 01 до 04 МГц. Використовувалася переважно у телефонних лініях та для підключення до інтернету через телефонний модем;

швидкість до 100 Мбіт/с; частота до 16 МГц. Використовувалася в локальних мережах та деяких телефонних лініях;

швидкість до 1 Гбіт/с; частота до 100 МГц. Широко застосовується в локальних мережах, але поступово поступається місцем більш сучасним;

швидкість до 10 Гбіт/с; частота 250 МГц. Віта пара для інтернету, яка застосовується у невеликих локальних мережах;

швидкість до 10 Гбіт/с; частота 600 МГц. Одна з найсучасніших, із загальним екраном та окремим екрануванням кожної пари;

швидкість до 40 Гбіт/с; частота від 1600 до 2000 МГц. Екрановані з повністю окремими екранованими парами, знаходяться в розробці і поки не набули широкого поширення.

Матеріали оболонки

Повернемося до аспекту, який хоч і не є ключовим, проте цікавий – це матеріал загальної оболонки виробів. В даний час застосовуються чотири типи пластику:

класична сіра оболонка для прокладання у приміщеннях. Економічна та міцна, але вогненебезпечна і стає жорсткою при екстремальних температурах;

чорна ізоляція, що добре справляється зі змінами температури. Підходить для вуличного встановлення. У деяких випадках може бути укомплектована натяжним тросом для прокладання між будинками або стовпами;

одне із нових матеріалів. Практично не горючий, не викидає токсичні речовини при горінні. Такі кабелі застосовуються там, де потрібний високий рівень пожежної безпеки;

володіє стійкістю до олій і високою міцністю при частому згинанні. Це особливо актуально у робототехніці, автоматизованих верстатах.

Віта пара в подробицях: яка краще, ніж відрізняється і як правильно вибрати?

Як постачальник крученої пари, у спілкуванні з нашими клієнтами, ми часто стикаємося з питаннями, пов'язаними з особливостями конструкції, різницею категорій або способами обтиску та підключення даного типу кабелю. Безумовно, вибираючи якусь кручену пару купити, враховуючи велику різноманітність варіантів, хочеться бути впевненим у правильності вибору, не ризикуючи придбати не те, і звичайно не переплативши без потреби.

У цій статті ми вирішили відповісти на питання, що найчастіше зустрічаються, що виникають при виборі крученої пари.

Перша асоціація, що виникає при словосполученні «кручена пара» це звичайно кабель для інтернету. Саме цей тип кабелю переважно використовується для комп'ютерних мереж. Насправді, якщо потрібно підключити, наприклад, комп'ютер або ноут до роутера, немає особливого сенсу розбиратися в тонкощах витої пари, є просте готове рішення - патч корд - обтиснутий з обох боків шмат проводу стандартної довжини від 1 до 25 метрів, зазвичай UTP 5e категорії, і найчастіше цього достатньо. Але якщо завдання виходить за рамки стандартів, підійти до вибору крученої пари варто детальніше.

Отже, чим відрізняється кручена пара?

Категорії кручена пара.

На даний момент, згідно з міжнародними стандартами, існує 7 категорій витої пари (в розробці 8я). На практиці використовуються тільки деякі з них – 3, 5, 5е та 6. і відповідно в швидкості передачі даних, що вище категорія, то з більшою швидкістю кабель здатний передавати дані.

Підтримка стандартів: 10BASE-T, Ethernet 100BASE-T.
Використовується при побудові телефонних та локальних мереж, підтримує максимальну швидкість передачі даних до 10 Мбіт/с за стандартом 10BASE-T та до 100 Мбіт/с за стандартом 100BASE-T4 відповідно.

Підтримка стандартів Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T).
Використовується для локальних мереж 10BASE-T, 100BASE-TX та 1000BASE-T, підтримує максимальну швидкість передачі даних до 1000 Мбіт/с для 4 парної кручений пари.

Підтримка стандартів Fast Ethernet (100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T).
Удосконалена категорія 5. Відрізняється нижча вартість та менша товщина.
Відповідає маркуванню AWG-24 (перетин жили кручений пари близько 0.5мм)

Підтримка стандартів: 10 Гігабіт Ethernet (10GBASE-T).
Підтримує швидкість передачі до 10 Гбіт/с.
Відповідає маркуванню AWG 23 і вище (перетин жили кручений пари 0.57+ мм)

Як видно з таблиці, зі швидкістю передачі все цілком однозначно.Достатньо 1 Гбіт/с – використовуємо категорію 5е, хочемо отримати більше швидкості – без 6-ї категорії не обійтися. Але не варто забувати, велике значення має на яку відстань прокладається кручена пара. Стандарти категорій розраховані на відстань до 100м. При збільшенні довжини прокладки кручений пари неминучі втрати через згасання, і як наслідок - деяке зменшення швидкості.

Типи кабелю кручена пара.

Необхідністю введення типів крученої пари стала відмінність у внутрішній конструкції, яка у свою чергу була викликана необхідність захистити сигнал від електромагнітного випромінювання, що передається, і втрат даних, яке воно викликає при впливі на виту пару.

Існує досить багато типів крученої пари, що відрізняються послідовністю та кількістю захисних шарів, ми розглянемо три основні, інші – їх варіації.

UTP, FTP та SFTP – так звучать основні типи. «TP» в абревіатурах це власне «кручена пара» англійською – twisted pair. Перші літери вказують на шари захисту від електромагнітного впливу:

U – unshielded - без екрана, повиті попарно провідники кручений пари покриті тільки зовнішньою ізоляцією.

F – foil – фольга, між провідниками та зовнішньою ізоляцією є шар фольги, зазвичай алюмінієвої.

S – screen – екран, є металева оплетка – найнадійніший шар захисту від перешкод.

У результаті поєднуючи варіанти екранів, отримуємо всі можливі типи. Найпопулярніші з яких – UTP – не екранована кручена пара, FTP – екранована фольгою кручена пара та SFTP – кручена пара з екраном з фольги та металевого обплетення.

Розібралися, екранування, оплетка, але що це означає на практиці? Можна навести складні технічні дані досліджень електромагнітного впливу на типи кручений пари для стандартних протоколів, наприклад, IBM. Але насправді все зводиться до досить зрозумілої картини:

1. кручена пара SFTP показує максимальний захист від зовнішнього електромагнітного впливу. Втрати практично нульові. З чого робимо висновки, що для протяжних магістральних каналів навіть в умовах сильного електромагнітного випромінювання SFTP дозволяє зберегти високу якість сигналу.

2. кручена пара FTP за рахунок фольги може захистити сигнал від незначних перешкод при невисокій напрузі. При більш сильному випромінюванні FTP лише трохи краще повністю неекранованого UTP.

3. UTP кручена пара може застосовуватися за відсутності випромінювання і на невеликих відстанях.

Стає зрозуміло чому патч корди в основному роблять з кручений пари UTP. Короткий провід, використовується в житлових приміщеннях та офісах для комп'ютерної техніки, сильного електромагнітного випромінювання за ідеєю там не повинно бути, так що все правильно. Але якщо завдання прокласти кручену пару грунтовно і надовго, присутність екранування все-таки варто розглянути, як надійніший варіант.

У цьому питанні все абсолютно прозоро. Залежно від виду монтажу, кручена пара відрізняється лише зовнішньою ізоляцією, і варіантів усі два.

1. Якщо кручена пара прокладається всередині приміщення, зовнішня ізоляція повинна бути з полівінілхлориду (ПВХ). ПВХ стійкий до лугів, розчинників, мінеральних олій та багатьох кислот. Не підтримує горіння. Але має малу морозостійкість та не любить ультрафіолет.

2.На противагу, якщо кручена пара прокладається зовні приміщення, зовнішня ізоляція має бути з поліетилену (ПЕ). Перевагою поліетилену як зовнішньої ізоляції є стійкість до морозу та ультрафіолетового випромінювання, велика міцність і ударостійкість. При прокладанні на великі відстані, з кріпленням між віддаленими опорами, щоб уникнути зайвого провисання, поліетиленова оболонка додатково може бути посилена сталевою житловою або тросом.

Матеріал провідників.

Категорії кручений пари розроблені для провідників з міді. У прагненні здешевити, кручену пару так само роблять з провідниками з біметалу - ССА - обмідненого алюмінію. На коротких відстанях ця заміна немає помітного впливу. Але при прокладанні на довгі відстані у зв'язку з великим опором згасання збільшується, а разом з ним і втрати сигналу. Крім того, ССА менш довговічна ніж мідь.

Ми розібрали всі основні особливості в тому, чим відрізняється між собою кручена пара різних типів та категорій, а також з яких матеріалів можуть складатися кожен із її елементів. Вибираючи, яка кручена пара краще підійде безпосередньо для вашого проекту, знаючи вимоги до технічних параметрів майбутньої системи, проаналізуйте чотири основні параметри - очікувана максимальна швидкість передачі даних, необхідність захисту від електромагнітного впливу, місце прокладки кабелю і бажана довговічність побудованої мережі. Визначившись за цими параметрами, ви зможете правильно вибрати кручену пару відповідну необхідним для вас даним.