Что такое витая пара? Типы кабеля, особенности, применение.

Витая пара – это кабель, состоящий из цветных скрученных между собой проводников и покрытые пластиковой оболочкой. В статье рассмотрим характеристики, назначение и применение.

Что такое витая пара?

Назначение

Применение

Виды, типы, характеристики

Схемы обжима

Преимущества, недостатки витой пары

Способ монтажа

Категории витой пары

Самые известные бренды производители кабеля витая пара

Витая пара против оптико-волоконного кабеля

Витая пара — это вид электрического кабеля связи, представляющий собой несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой. Такое скручивание необходимо для снижения влияния электромагнитных помех на передаваемый сигнал и повышения качества передачи данных. Витая пара – это распространенный и эффективный способ передачи электрических сигналов, широко применяемый в различных областях, от телекоммуникаций до компьютерных сетей. Кабель имеет простую конструкцию, невысокую стоимость и удобен в монтаже, что делает его популярным вариантом для многих задач.

Что такое витая пара? Типы кабеля, особенности, применение.

Основным назначением витой пары является передача данных и сигналов. Изначально кабель разрабатывался для использования в телефонных линиях, но со временем нашел широкое применение в компьютерных сетях, в основном для передачи данных в локальных сетях (LAN). Благодаря своей конструкции, кабель обеспечивает относительно надежную передачу данных на сравнительно небольшие расстояния, снижая воздействие помех и перекрестных наводок. Витая пара широко применяется в сетях Ethernet, позволяя подключать компьютеры, сетевые устройства, принтеры и другое оборудование. Кроме того, витая пара часто используется в системах видеонаблюдения, для соединения камер и регистраторов, и в других слаботочных системах. Тип кабеля позволяет передавать различные виды сигналов, от голосовых до видео и данных, что делает его универсальным решением для многих приложений.

Витая пара находит широкое применение в различных областях, включая:

Компьютерные сети: Это самое распространенное применение, где кабель служит основой для построения локальных сетей Ethernet. Кабель используется для подключения компьютеров, серверов, маршрутизаторов, коммутаторов и других сетевых устройств.
Телефония: Витая пара изначально разрабатывалась для телефонных линий. Хотя телефонные линии в основном сейчас переходят на цифровые технологии, витая пара все еще используется в аналоговых телефонных сетях и для подключения некоторых видов телефонного оборудования.
Системы видеонаблюдения: Для передачи видеосигнала от камер видеонаблюдения к видеорегистраторам и мониторам часто используется витая пара. Такой способ позволяет передавать видео высокого качества на расстояния, которые могут быть достаточно большими, особенно при использовании усилителей сигнала.
Системы контроля доступа: Витая пара используется для передачи данных в системах контроля доступа, таких как электронные замки, считыватели карт и биометрические устройства.
Системы автоматизации зданий: В системах автоматизации зданий кабель применяется для передачи данных между различными устройствами, такими как датчики, контроллеры и исполнительные механизмы.
Промышленность: В промышленных условиях кабель часто используется для передачи данных в сетях промышленной автоматизации, где требуется надежная и помехоустойчивая связь.
Дом - в домашних условиях для подключения компьютера, интернет, телевизора и других устройств к сети.

Существует несколько основных видов витой пары, отличающихся по типу и наличию экранирования. Основные виды и их характеристики описаны ниже:

U/UTP (Unshielded Twisted Pair) - Неэкранированная витая пара: Этот тип является самым распространённым. Он состоит из скрученных изолированных медных проводников без какого-либо дополнительного экранирования. UTP кабель является наиболее экономичным вариантом, но менее защищен от электромагнитных помех. Часто используется для прокладки в внутренних помещениях, где уровень помех невелик.
F/UTP (Foiled Unshielded Twisted Pair) - Фольгированная неэкранированная витая пара: Кабель F/UTP имеет общий экран из фольги, который защищает пары от внешних электромагнитных помех, тем самым повышая качество передачи сигнала.
FTP (Foiled Twisted Pair) - Фольгированная витая пара: Этот тип кабеля имеет экран из фольги вокруг каждой пары проводников или вокруг всех пар вместе, что обеспечивает лучшую защиту от помех, чем UTP. FTP кабель чаще всего применяется в местах с повышенным уровнем электромагнитных помех, например, в промышленных зонах или рядом с силовыми кабелями.
STP (Shielded Twisted Pair) - Экранированная витая пара: В данном варианте каждая пара проводников имеет свой экран из фольги или металлической оплетки, а также может иметь общий экран вокруг всех пар. STP кабель обеспечивает наивысший уровень защиты от помех и используется в средах с высокой плотностью электромагнитных помех или там, где требуется передавать сигнал на большие расстояния без потерь качества.
S/FTP (Screened/Foiled Twisted Pair) - Экранированная фольгированная витая пара: Этот тип является комбинацией экранирования и имеет как общий экран, так и экран вокруг каждой пары проводников. Обеспечивает максимальную защиту от помех.
F/FTP (Foiled/Foiled Twisted Pair) - Фольгированная и экранированная витая пара - аналог S/FTP, имеет экран вокруг каждой пары из фольги и общий экран, что также обеспечивает высокую защиту от помех.

Основные характеристики витой пары включают:

Количество пар: Обычно встречаются кабели с 2 или 4 парами. Кабели с 4 парами чаще всего используются в сетях Ethernet, так как этот стандарт требует 4 пары для обеспечения максимальной скорости передачи.
Категория: Категория кабеля определяет его скорость передачи данных и частоту. Существуют такие категории: Cat 3, Cat 5, Cat 5e, Cat 6, Cat 6a, Cat 7, Cat 7a, Cat 8. Категория кабеля напрямую влияет на скорость передачи и качество сигнала.
Материал проводников: Проводники в витой паре обычно изготавливаются из меди, но встречаются и варианты с другими материалами. Медь обеспечивает высокую проводимость и надежность передачи сигнала.
Тип проводника: Проводники могут быть одножильными (solid) или многожильными (stranded). Одножильные провода чаще используются для стационарной прокладки, а многожильные — для патч-кордов, которые подвергаются изгибу.
Материал оболочки: Материал оболочки кабеля может быть различным, например, ПВХ (PVC) или LSZH (Low Smoke Zero Halogen). Оболочка влияет на устойчивость кабеля к внешним условиям, таким как температура и влажность, а также на его противопожарные свойства.
Диаметр проводников: Измеряется в дюймах (AWG) и влияет на скорость передачи и дальность действия кабеля.
Исполнение - кабель может быть выполнен в внутреннем и внешнем исполнении.
Наличие дополнительной защиты: Витая пара может быть выполнена с защитой от электромагнитных помех (экранирование) и защитой от влаги и внешних повреждений.

Тип кабеля - Наличие экрана - Защита от помех - Стоимость - Применение
U/UTP - Нет - Низкая - Низкая - Внутренние помещения, офисы
F/UTP - Общий из фольги - Средняя - Средняя - Офисы, помещения с небольшим уровнем помех
FTP - Вокруг пар или общий из фольги - Средняя - Средняя - Промышленные зоны, места с умеренным уровнем помех
STP - Вокруг пар или общий из оплётки - Высокая - Высокая - Зоны с высоким уровнем электромагнитных помех
S/FTP - Общий и вокруг пар - Максимальная - Высокая - Промышленные зоны, критические системы
F/FTP - Общий и вокруг пар - Максимальная - Высокая - Промышленные зоны, критические системы

Обжим витой пары - это процесс соединения кабеля с коннекторами RJ-45. Существует два основных стандарта обжима - T568A и T568B. Оба стандарта обеспечивают одинаковую скорость передачи данных, но порядок расположения проводников различен.

Схема T568A:
Бело-зеленыйЗеленыйБело-оранжевыйСинийБело-синийОранжевыйБело-коричневыйКоричневый
Схема T568B:
Бело-оранжевыйОранжевыйБело-зеленыйСинийБело-синийЗеленыйБело-коричневыйКоричневый

Для прямых соединений (например, компьютер к коммутатору) оба конца кабеля должны быть обжаты по одному и тому же стандарту (T568A или T568B). Для перекрестных соединений (например, компьютер к компьютеру) один конец должен быть обжат по T568A, а другой по T568B. В современном оборудовании перекрестные соединения в основном не требуются, так как сетевые карты и коммутаторы поддерживают Auto-MDI/MDIX, автоматически определяя тип соединения.

При обжиме требуется специальный инструмент - кримпер, который обеспечивает надежное и правильное соединение коннектора с проводниками кабеля. Также необходимо следить за правильным расположением проводников в коннекторе и надежностью обжима.

Преимущества витой пары:

Низкая стоимость: Витая пара является одним из самых экономичных способов передачи данных.
Простота монтажа: Установка кабеля не требует специальных навыков и может быть выполнена с использованием простых инструментов.
Широкое распространение: Кабель является распространённым и доступным решением.
Гибкость: Витая пара легко изгибается и может быть проложена в разных условиях.
Разнообразие типов: Наличие различных типов кабеля с разными характеристиками позволяет подобрать оптимальный вариант для конкретных задач.
Поддержка высоких скоростей: Современные категории витой пары поддерживают высокие скорости передачи данных, включая гбит и 10 гбит.
Возможность передачи электропитания (PoE): Многие устройства могут получать питание по тому же кабелю, что и данные (PoE).

Недостатки витой пары:

Ограниченное расстояние передачи: Скорость передачи данных снижается на больших расстояниях, и максимальная длина кабеля ограничена стандартом Ethernet (обычно 100 метров).
Уязвимость к помехам: Неэкранированная витая пара (UTP) подвержена влиянию электромагнитных помех, что может ухудшить качество сигнала.
Физическая уязвимость: Кабель может быть поврежден механическими воздействиями, перегибами или натяжением.
Ограниченная пропускная способность: Несмотря на то, что современные стандарты витой пары поддерживают высокие скорости, они все же имеют ограничения по сравнению с оптическими кабелями.
Требуется обжим: Для соединения витой пары с оборудованием необходим обжим с помощью коннекторов RJ-45.
Возможные потери сигнала: На больших длинах кабеля и при некачественном монтаже возможны потери сигнала.

Монтаж витой пары включает несколько основных этапов:

Прокладка кабеля: Кабель прокладывается по намеченному маршруту, используя трубы, кабель-каналы или другие средства для защиты. При прокладки нужно следить за тем, чтобы не допускать сильных перегибов и повреждений кабеля. Для внешней прокладки нужно использовать специальный уличный кабель с защитой от ультрафиолета и влаги. При прокладке в трубах необходимо избегать сильных перегибов и резких поворотов.
Разделка кабеля: Оболочка кабеля аккуратно снимается на необходимую длину, оголяя проводники (примерно 1-2 дюйма).
Обжим коннекторов: Проводники кабеля выравниваются и вставляются в коннектор RJ-45 в соответствии с выбранной схемой обжима (T568A или T568B). Затем коннектор обжимается с помощью кримпера, обеспечивая надежное соединение проводников с контактами коннектора.
Тестирование: После обжима каждый канал проверяется с помощью кабельного тестера. Тестеры позволяют проверить целостность проводников, правильность обжима, наличие коротких замыканий и перекрестных наводок.
Соединение с оборудованием: После тестирования кабель подключается к сетевому оборудованию (розетки, патч-панели, коммутаторы и т.д.).
Использование аксессуаров: При монтаже витой пары широко применяются различные аксессуары, такие как монтажные короба, соединители, кросс панели, розетки и патч панели.
Монтаж в шкафы: Кабельные линии, как правило, приходят в шкафы или стойки, где происходит их соединение с оборудованием (патч-панели, коммутаторы, маршрутизаторы). В шкафах также устанавливаются устройства защиты от перенапряжений и заземления. Монтажные стойки 19 дюймов широко применяются для установки телекоммуникационного оборудования.
Маркировка кабелей: После монтажа необходимо промаркировать кабельные линии, что упрощает поиск и обслуживание сетей.
Прокладка кабеля в гофрированной трубе: Для дополнительной защиты кабеля можно использовать гофрированную трубу при прокладке по стенам или потолку. Это особенно актуально для уличных условий.

Инструмент для монтажа витой пары:

Инструмент для снятия изоляции - инструмент для быстрого и аккуратного снятия оболочки кабеля.
Кримпер - инструмент для обжима коннекторов RJ-45 на конце кабеля.
Кабельные тестеры - приборы для проверки целостности, правильности обжима и наличия помех в кабельных линиях.
Ножницы - для отрезания кабеля.
Маркер - для маркировки кабельных линий.
Стриппер - для снятия оболочки и изоляции.
Перфоратор - для установки монтажных элементов.
Шуруповерт - для фиксации аксессуаров.
Муфты - для соединения нескольких отдельных кусков кабеля.

Категории витой пары определяют её скорость передачи и частоту, а также другие характеристики. Вот основные категории кабеля:

Категория - Частота (МГц) - Скорость передачи (Мбит/с) - Применение
Cat 3 - 16 - 10 - Телефонные сети, устаревшие локальные сети
Cat 5 - 100 - 100 - Старые сети Ethernet, Token Ring
Cat 5e - 100 - 1000 (1 гбит) - Современные сети Ethernet, основном в домах, офисах
Cat 6 - 250 - 10000 (10 гбит) - Локальные сети с высокой скоростью передачи данных и требованием к качеству сигнала
Cat 6a - 500 - 10000 (10 гбит) - Сети, где важна высокая скорость передачи данных и надежность канала
Cat 7 - 600 - 10000 (10 гбит) - Системы с высокой скоростью передачи данных и требованием к защите от помех
Cat 7a - 1000 - 10000 (10 гбит) - Высокоскоростные сети с максимальной защитой от помех
Cat 8 - 2000 - 40000 (40 гбит) - Сети для центров обработки данных, высокой скоростью передачи и максимальной защитой от помех

Категории Cat 5 и Cat 3 устарели и в основном не применяются. Наиболее распространённым стандартом в настоящее время является Cat 5e и Cat 6, которые обеспечивают достаточную скорость передачи данных для большинства задач. Категории кабеля Cat 6a и Cat 7 используются для построения сетей с высокой пропускной способностью и повышенными требованиями к качеству сигнала. Категории Cat 7a и Cat 8 используются в высокоскоростных сетях с повышенной защитой от помех.

На рынке товаров представлены многочисленные бренды, производящие качественную витую пару. Некоторые из самых известных производителей включают:

CommScope: Один из лидеров рынка, предлагает широкий спектр кабельных решений, включая высококачественную витую пару разных категорий.
Legrand: Известный производитель электрических и информационных систем, предлагает качественную витую пару для различных применений.
Panduit: Бренд, специализирующийся на комплексных решениях для кабельных систем, включая витую пару, розетки и другие аксессуары.
LAN-UNION – российский производитель и поставщик структурированных кабельных систем (СКС) и сетевого оборудования. Компания предлагает широкий ассортимент продукции, включая кабели, коммутационное оборудование, монтажные шкафы и аксессуары. Лан Юнион ориентируется на комплексные решения для построения телекоммуникационной инфраструктуры, предоставляя товары как для малых, так и для крупных проектов.
Hyperline: Канадский бренд, специализирующийся на производстве кабельной продукции, включая витую пару различных категорий.
Molex: Компания предлагает широкий спектр кабельной продукции и решений для сетей передачи данных.
Rexant - Популярный производитель, предлагает различные модели кабеля витой пары.
Digitus: Немецкий бренд, предлагающий широкий ассортимент товаров для сетей, включая кабель витая пара.

Выбор бренда зависит от требований проекта, бюджета и предпочтений заказчика.

Витая пара и оптические кабели являются основными вариантами для передачи данных, но они имеют существенные различия:

Характеристика - Витая пара - Оптический кабель
Материал - Медные проводники - Стеклянные или пластиковые волокна
Скорость передачи данных - До 40 гбит/с - До 100 Гбит/с и выше
Расстояние передачи - Обычно до 100 метров - До нескольких километров и более
Уязвимость к помехам - Уязвима, особенно неэкранированная - Не уязвима к электромагнитным помехам
Стоимость - Низкая - Высокая
Простота монтажа - Относительно простая - Требует специального инструмента и навыков
Применение - Локальные сети, офисы, дома, телекоммуникационные системы - Магистральные линии связи, центры обработки данных, системы с высокими требованиями

Кабель витая пара – это более экономичный и простой в установке вариант, который подходит для большинства локальных сетей и домашнего использования. Оптические кабели, напротив, обеспечивают значительно более высокую скорость передачи данных и могут передавать сигнал на большие расстояния без потерь, но они дороже и сложнее в монтаже. Выбор между витой парой и оптическими кабелями зависит от конкретных требований к скорости передачи, расстоянию и бюджету проекта. В основном витая пара используется для построения сетей Ethernet, а оптика в магистральных линиях и там, где требуется максимальная скорость передачи данных.

Что такое витая пара? Типы кабеля, особенности, применение.

Содержание: