Как работает витая пара (Технические характеристики)

Даже те, кто далек от темы сетевого оборудования, знакомы с видами проводных линий, предназначенных для передачи данных – это коаксиальный кабель, витая пара и оптоволоконный кабель. Сегодня мы рассмотрим витую пару и разберемся, каким же образом она работает.

Витая пара представляет собой несколько проводов, который составляют связку. Провода скручены в жгут и снабжены изоляционным покрытием. Как правило, в витом кабеле может содержаться несколько пар – чаще все 2 или 4. Скрутка необходимо для того, чтобы каждый провод кабеля находился в равных условиях с точки зрения помех. На провода одной пары подается разное напряжение, в разнице которого и заключается информационный сигнал.

Различают несколько типов витых пар

• Кабель UTP или Unscreened Twisted Pair – витой кабель без экранирования
• FTP или Foiled Twisted Pai – витуха, снабженная одним внешним фольгированным экраном
• SFTP или Shielded Foiled Twisted Pair — фольгированная пара с двумя внешними экранами
• STP или Shielded Twisted Pair – провод, где каждая пара защищена отдельным экраном
• S/STP или Screened Shielded Twisted Pair – провод, с экраном на каждую пару, и еще одним дополнительным внешним
• U/STP или Unshielded Screened twisted pair – каждая пара снабжена экраном, но весь кабель общего экрана не имеет
• SF/UTP, SFTP или Screened Foiled Unshielded twisted pair – витая пара с двумя внешними экранами, где один изготовлен из фольги, а второй – из медной сетки. Между экранами расположен дренажный провод.

Экранированный витой кабель хорош тем, что защищен от внешнего и внутреннего электромагнитного воздействия, а значит способен гарантировать более высокое качество передаваемой информации.

Категории витой пары

Различают несколько категорий витого кабеля, отличающиеся скоростью передачи информации и частотой работы.

• CAT1 с частотностью 0,1 МГц. Это стандартный телефонный кабель, транслирующий только голос или цифровую информацию при помощи модема. Для современных систем не годится.
• CAT2 с частотностью 1 МГц. Имеет две пары, но в качестве готового решения давно вышел из обихода, так как обладает низкой скоростью передачи данных – до 4 Мбит/с.
• CAT3 с частотностью 16 МГц. Бывает как 2-х, так и 4-х парный, может использоваться для сетей на базе 10BASE-T и обеспечивает скорость передачи информации от 10 до 100 Мбит/с по технологии 100BASE-T4.
• CAT4 с частотностью 20 МГц. Может обеспечивать скорость до 16 Мбит/с. В наше время не применяется.
• CAT5 с частотностью 100 МГц МГц. Этот кабель использовался для телефонных линий и сетей 100BASE-TX и в Ethernet, обеспечивая скорость до 100 Мбит/с.
• CAT5e с частотностью 125 МГц. Более совершенный витой кабель категории 5, при наличии 4-х пар поддерживает скорость до 1000 Мбит/с и может участвовать в построении локальной сети. Эта категория витухи является весьма распространенной.
• CAT6 с частотностью 250 МГц. Очень распространенная категория витого кабеля, применяемая в сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Имеет 4 пары провоов. И обеспечивает скорость до 10 Гбит/с
• CAT6a с частотностью 500 МГц. Усовершенствованный вариант категории 6. Также состоит из 4-х пар проводников и используется в Gigabit Ethernet. Обеспечивает скорость передачи данных до 10 Гбит/с.
• CAT7 с частотностью 600 – 700 МГц. Также поддерживает скорость до 10 Гбит/с., однако имеет общую внешнюю защиту и фольгированный экран каждой пары.
• CAT7a с частотностью 1000 -1200 МГц. Самая «быстрая» категория витухи – скорость достигает 40-100 Гбит/с в зависимости от протяженности кабеля.

Категории неэкранированного витого кабеля утверждены в американском стандарте EIA/TIA 568 и в международном стандарте ISO 11801

Необходимо знать, что под видом витухи на рынке может встречаться подмена – омедненный алюминиевый кабель или CCA (Copper-clad aluminium). Алюминиевые жилы такого кабеля крайне не стойки к изломам, а потому быстро выходят из строя. Кроме того, CCA-кабели отличаются высоким показателем затухания сигнала, вследствие чего совершенно не отвечают стандартам качества.

Еще о характеристиках витой пары

Витой интернет провод имеет основной цвет: синий, оранжевый, коричневый, зеленый. В каждой паре можно найти провод сплошного цвета и двухцветный, где вторым является белый. Для передачи данных необходимо обязательно соблюдать пары – провода одной пары не должны контактировать с проводами другой.

Кабель UTP

В качестве соединительного узла витого кабеля используются коннекторы RJ-45. Разъем представляет собой пластиковый блок, где слева направо располагаются пронумерованные контакты. Во второй и третьей парах контакты размещены не по порядку так как имеют разные функции, на который мы остановимся чуть подробнее. Последовательность идет в таком порядке:

• Контакты 4 и 5. Эта пара применяется для телефонной линии, где контакты располагаются посередине. Эти два провода могут работать с коннекторами RJ-45 или RJ-11.
• Контакты 1 и 2. Эта пара отвечает за передачу данных и имеет обозначение Tx.
• Контакты 3 и 6. Пара отвечает за прием информации и имеет обозначение Rx.
• Контакты 7 и 8. Вместе с парой контактов 4 и 5 может применяться для PoE.

Кабель FTP

Как видим из описанной последовательности, первая и четвертая пары не принимают участие в приеме и передаче информации вовсе. Однако тут возможны вариации, поскольку данная последовательность актуальна для конечных рабочих машин, серверов и маршрутизаторов (DTE устройств), где используется такого Ethernet-порт с обозначением MDI или Medium Dependent Interface. Существует также MDI-X или Medium Dependent Interface with Crossover, где Tx – это третья пара, а Rx – вторая. Такой тип Ethernet-портов используются свитчи, коммутаторы и хабы (DCE устройства).

Как работает интернет кабель: описание процесса

Когда из одной точки в другую передается информация – это называется входящими данными. Они должны отправляться с пары Tx, а приниматься, соответственно, на пару Rx. Тут существует понятие прямого кабеля, когда между собой соединены соответствующие контакты портов MDI и MDI-X, и данные отправляются с Tx и приходят на Rx в точке приема (а мы помним, что в в MDI-X порте пары Tx и Rx поменяны местами). Таким образом, в прямом кабеле объединены контакты с одними и теми же номерами. Другой тип – перекрестный кабель, где первый контакт в одной точке соединен с третьим контактом во второй точке, второй – с шестым, третий – с первым, шестой – со вторым, соответственно. Таким образом, видим, что в перекрестном кабеле меняются местами пары Rx и Tx.

Чтобы определить, какой из типов кабеля нужно использовать в каждом конкретном случае, необходимо понимать, какие именно устройства будут использоваться в системе DCE или DTE. Если планируется эксплуатировать устройства одного типа – их следует связывать перекрестным кабелем, если разных типов – прямым.

В итоге добавим, что описанные последовательности и схема работы витой пары актуальна для стандартов 10 и 100Mbit Ethernet. Если для приема и передачи данных задействованы все 4 пары – картина будет меняться. Для большего понимания процесса работы витой пары приведем схему цветов в вариантах разводки:

Разводка EIA/TIA-568A

• Бело-зеленый
• Зеленый
• Бело-оранжевый
• Синий
• Бело-синий
• Оранжевый
• Бело-коричневый
• Коричневый

Разводка EIA/TIA-568B

• Бело-оранжевый
• Оранжевый
• Бело-зеленый
• Синий
• Бело-синий
• Зеленый
• Бело-коричневый
• Коричневый