Полное руководство по витой паре

Что такое кабель витой пары?

Витая пара является наиболее часто используемой средой передачи в проекте структурированной кабельной системы. Она состоит из двух медные кабели с изолирующими защитными слоями. Эти два изолированных медных провода скручены вместе, чтобы уменьшить электромагнитное излучение и противостоять внешним помехам. Радиоволна, излучаемая одним из проводов, будет компенсироваться радиоволной, излучаемой другим проводом.

Схема кабеля витой пары

Система кабелей на основе витой пары состоит из одной или нескольких медных витых пар. Разные витые пары имеют разную длину скрутки. Как правило, длина скрутки составляет от 38.1 до 14cm. Длина скрутки соседних пар превышает 12.7cm. Каждый медный провод скручен против часовой стрелки.

По сравнению с оптоволоконным кабелем и другими средами передачи витая пара имеет ограничения по скорости передачи данных, расстоянию передачи и ширине канала. Однако её цена относительно невысока.

Типы кабелей типа «витая пара»: UTP и STP

Экранированная витая пара (STP) и неэкранированная витая пара (UTP) — это два типа кабелей локальной сети на основе витой пары.

UTP и STP

STP (экранированная витая пара):

По сравнению с кабелями UTP, кабели STP, такие как Cat7 экранированные кабели типа «витая пара», имеют дополнительный изоляционный слой в виде алюминиевой фольги и медной оплетки.

Преимущества STP:

• Внешний слой алюминиевой фольги помогает снизить электромагнитное излучение.

• Поддерживает более высокую скорость передачи данных и большую пропускную способность, чем UTP.

Недостатки STP:

• Цена относительно выше, чем у UTP.

• Установка сложнее, чем у UTP. Как и коаксиальный кабель, STP должен оснащаться специальными разъемами, поддерживающими экранирование, а также требует профессиональных навыков монтажа.

Применение STP:

Высокоэффективная передача информации является областью, в которой обычно применяется кабельная система STP. Экранированная витая пара обеспечивает более высокую производительность передачи, чем неэкранированная витая пара. Обычно она применяется в условиях сильных помех или строгих требований к электромагнитной совместимости.

UTP (неэкранированная витая пара):

Неэкранированная витая пара покрыт изоляционной резиной и не имеет металлического экранирующего слоя.

Преимущества UTP:

• Экономия пространства благодаря отсутствию экранирующего слоя и малому диаметру.

• Простая установка благодаря малому весу.

• Высокая гибкость, подходит для структурированной универсальной кабельной системы.

• Низкая стоимость.

Недостатки UTP:

• Соединение UTP не такое безопасное, как соединение STP.

• Поддерживает расстояния только до 100 метров. При расстояниях свыше 100 м его необходимо устанавливать секциями.

• Он имеет ограниченные пропускную способность и скорость передачи данных.

Применение UTP:

Неэкранированная витая пара (UTP) чаще используется в большинстве локальных вычислительных сетей (LAN) благодаря своей экономичности, высокой гибкости, а также простоте установки и обслуживания. Кабель Ethernet на витой паре состоит из отрезка витой пары и кристаллического разъема RJ45.

Категория кабеля витой пары

Cat1: Полоса пропускания 750 кГц, поддерживает только передачу голоса, не поддерживает передачу данных и в основном использовалась в телефонных кабелях до 1980-х годов.

Cat2: Полоса пропускания 1 МГц обеспечивает передачу голоса и данных со скоростью до 4 Мбит/с и в основном используется в сетях Token Ring.

Cat3: Полоса пропускания 16 MHz, описанная в EIA/TIA-568, позволяет передавать голос и данные со скоростью передачи данных в пределах 10 Mbps. Типичное применение — 10BASE-T. 

Cat4: Полоса пропускания 20 МГц, скорость передачи данных 16 Мбит/с, в основном используется в локальных сетях на основе Token Ring и 10/100BASE-T. В настоящее время используется нечасто.

Cat5: Полоса пропускания 100 MHz, поддержка скорости передачи данных 100 Mbps благодаря увеличенной плотности скрутки и высококачественной изоляционной оболочке. Типичными приложениями являются 100BASE-T и 1000BASE-T, с дальностью до 100m.

Cat5e: меньшее затухание и перекрестные помехи по сравнению с Cat5, лучшее отношение сигнал/шум (SNR) и незначительная погрешность задержки; в основном используется в 1000BASE-T.

Cat6: Полоса пропускания 250 MHz, поддержка скорости передачи данных 10 Gbps, улучшенные характеристики по перекрестным помехам и возвратным потерям, в основном используется в 1000BASE-T (до 100m) и 10GBASE-T (до 55m).

Cat6a: Полоса пропускания 500 МГц, поддержка скорости передачи данных 10 Гбит/с, улучшенная защита от переходных помех, в основном используется в 10GBASE-T, дальность достигает 100 м.

Cat7: Полоса пропускания 600 MHz, улучшенная защита от EMI и перекрёстных помех, использование разъёмов GG45 или TERA.

Cat8: Полоса пропускания 2000 МГц, поддерживает максимальную скорость передачи данных 40 Гбит/с на расстоянии до 30 метров. Совместим с Ethernet 25G/40G IEEE 802.3bq и подходит для высокоскоростного соединения на коротких расстояниях в серверных. Витая пара Cat 8 часто представлена на рынке как экранированная витая пара, известная как Shielded Foil Twisted Pair (S/FTP). Кабели Cat 8 SFTP обладают преимуществами высокой скорости, промышленной защиты от помех и низкой задержки (используются в приложениях на коротких расстояниях).

Часто задаваемые вопросы о кабеле витой пары

В: Почему провода скручивают вместе в кабелях типа «витая пара»?

A: Скрученные вместе медные провода помогают уменьшить электромагнитное излучение и противостоять внешним помехам. Скручивание также помогает ограничить помехи для соседних кабелей на витой паре; радиоволна, излучаемая одним из проводов, будет компенсирована радиоволной, излучаемой соседним проводом.

В: Каковы два типа кабелей типа «витая пара»?

A: Неэкранированная витая пара (UTP) и экранированная витая пара (STP). STP имеет дополнительный изоляционный слой из алюминиевой фольги, а UTP’его не имеет.

В: Для чего используется кабель типа «витая пара»? 

О: Витая пара в основном передаёт аналоговую голосовую информацию и цифровые данные на коротких расстояниях. Витые медные кабели используются, в частности, для телефонных линий, линий DSL и локальных сетей (LAN)

В: В каком разъеме используется неэкранированный кабель типа витая пара (UTP)?

A: Разъем RJ45 является стандартным разъемом для неэкранированной витой пары.

В: Для чего используется экранированный кабель типа «витая пара»?

A: Экранированный кабель типа «витая пара» имеет дополнительный изоляционный слой для снижения перекрестных помех и электромагнитных помех (EMI). Обычно он используется в условиях сильных помех или при высоких требованиях к электромагнитной совместимости.