Витая пара: категории, обжим, советы по работе

Что собой представляет витая пара

Витая пара на 8 жил

Витая пара – это 4-х или 8-жильный кабель, жилы которого сплетены между собой попарно. Каждая пара проводов обладает схожими цветами, к примеру: жёлтый и жёлто-белый, красный и красно-белый и т.д. Для каждого кабеля используются специальные разъёмы – коннекторы, на 4 или 8 контактов соответственно.

Различают несколько типов витых пар:

1. UTP – витые пары лишены экранирования, внешнего экрана также нет. Наиболее распространённый тип кабелей для домашних интернет-сетей, когда отсутствуют большие расстояния и наводки.
2. FTP – лишены экранирования, внешний экран присутствует (фольга). Применяются такие провода в офисных помещениях, где встречаются наводки и без потери скорости данные передаются на расстояние до 100 м.
3. STP – на каждой паре имеется защитный экран проволочного типа, внешний экран также есть. Применяются такие кабели в офисах средних размеров и в помещениях с присутствием наводок. Качественный сигнал передаётся на расстояние до 100 м.
4. SF/UTP – сами пары лишены экранов, внешний экран двойной: оплётка из меди и плёнка из фольги. Используются на промышленных предприятиях для защиты от наводок и сбережения качественного сигнала при передаче на длительные расстояния.
5. S/FTP – все пары имеют экран из фольги, внешнее экранирование представлено оплёткой из меди. Используются в зданиях с наличием больших наводок и в местах, где нужно сберечь скорость обмена данными на длительные дистанции.
   
   Виды витой пары

Нужно также обращать внимание на цвет кабельной изоляции. Самый распространённый – серый – стандартная изоляция. Оранжевый и красный цвет говорят о том, что кабельная изоляция произведена из негорючих материалов.

Бывают кабели на 4 и 8 жил. Четырёхжильные способны передавать данные на скорости не более 100 Мбит/с. Восьмижильные способны поднять эту скорость до 1000 Мбит/с. Для длинных кабельных трасс (свыше 100 метров) необходим монтаж вспомогательного усиливающего оборудования.

Категорий витой пары

Создателем витой пары считается Александр Белл, предложивший скрученный парный провод для защиты телефонной линии от помех, наводимых соседствующими проводами телеграфа или линий электропередачи. Такая скрученная пара проводов успешно использовалась в течение почти 100 лет, пока не была вытеснена современными типами медного кабеля.

Витая пара. Общий вид

Как и любое телекоммуникационное оборудование для медных кабелей разработаны международные стандарты. В данном случае ISO/IEC 11801. Кроме того, существует норматив EIA/TIA 568, действующий на территории США и его сателлитов. Данные стандарты неоднократно дополнялись и сегодня выделены 8 категорий витой пары:

• Категория 1(Сat1). Та самая витая пара проводов Александра Белла. Применяется только в аналоговой телефонии.
• Категория 2 (Сat2). Двухпарный кабель, разработанный для сетей Arcnet и TokenRing и обеспечивающий скорость передачи до 4Мбит/с. Снят с производства в начале 2000-х.
• Категория 3 (Сat3). Первый кабель на 4 пары. Создан для сетей Ethernet 10Base-T. Снят с производства в 2000-е.
• Категория 4 (Сat4). Кабель на 4 пары для сетей Token Ring, 10/100Base-T. Снят с производства, но встречается на старых сетях.
• Категория 5 (Сat5). Первый кабель способный передавать информацию на скорости до 100 Mbps. Практически полностью вытеснен преемником.
• Категория 5e (Сat5e). Усовершенствованная версия cat5. Наиболее популярная категория на сегодняшний день. Кабель способен передавать данные на скорости до 1Гбит/с. Встречается в двух вариантах: двухпарном и четырехпарном.
• Категория 6 (Сat6). Представлена в 2002 году. Пропускная способность витой пары 10Gbps. Первый кабель, способный работать на скорости 10Gbps, хотя и на небольшое расстояние. Рассматривается как возможная альтернатива cat5e.
• Категория 6A (Сat6a). Модификация стандарта Сat6, представленная в 2008 году. Пропускная способность витой пары Cat6a – 10Gbps сохраняется на дистанциях до 100 метров. Фактический аналог Сat5e для 10GE-сетей.
• Категория 7 (Сat7). Представлена в 2002 году вместе с Сat6. Стандарт первоначально позиционировался как более мощная версия Сat6, способная передавать 10Gbps на расстояние свыше 50 м, но с появлением Сat6A утратил свою актуальность.
• Категория 7А (Сat7a). Глубокая модернизация Сat7, предназначенная для работы с 25GE. Пропускная способность этого кабеля также позволяет предавать сигнал 40GE, но лишь на дистанцию 1-15 метров.
• Категория 8 (Сat8). Новейший стандарт, представленный в 2016 году. Этот кабель на четыре пары способен передать 40GE-сигнал, на расстояние до 42 метров. Cat8 делится на 2 категории:
  • Cat8.1 – стандартизирована для работы с коннекторами типа RJ-45 и обратно совместим с кабелями Сat6A.
  • Cat8.2 – предназначена для коннекторов типа TERA (разработка Siemens Company), GG45 (разработка Nexans), и ARJ-45 (разработка Bei Fuse Ltd). Данные коннекторы являются проприетарными и перспективы их применения пока туманны.

Типы витой пары

Помимо категорий, медные кабеля различают по конструкции. Выделяют следующие разновидности кабеля:

• UTP – кабель в простой оболочке, без брони или защитного экрана (неэкранированная витая пара). Обычно прокладывается внутри помещений.
• FTP – экранированная витая пара (экран из фольги).
• STP – здесь в защитный экран помещена каждая пара проводов и между двумя оболочками проложена броня из проволочной сетки.
• S/FTP он же SSTP – кабель с двойным экранированием. Первый оплетает каждую пару по отдельности, второй – охватывает весь пучок.
• U/STP – аналог STP, но без внешней брони.
• SFTP – эта экранированная витая пара имеет наиболее толстый кабель из всех. Имеет три экрана: внутренний, охватывающий парные жилы и два внешних. Один из фольги, другой из проволочной сетки.

Различия в характеристиках отнюдь не ограничены конструкцией кабеля. Свою роль играют и материалы, из которых он изготовлен. Так, жилы из чистой меди имеют лучшие характеристики проводимости по сравнению с аналогом из алюминия, покрытого медью. Другое дело, что медный проводник намного дороже алюминиевого.

Следует также различать материалы оболочек. Наиболее ходовой на сегодня остаётся оболочка из поливинилхлорида (ПВХ). Кабель с такой оболочкой маркируется буквами PVC и чаще всего окрашен в серый цвет. Он предназначен для прокладки внутри помещений. Такая оболочка очень дешева, но хорошо горит и имеет ограниченную стойкость к жаре и холоду.

Еще одним популярным материалом для оболочки кабеля является полиэтилен (обозначение PE). Он используется в кабеле для наружной прокладки. Уличная витая пара отлично переносит перепады температур и не боится сырости. В ряде вариантов оснащается несущим тросом. Это позволяет натягивать кабель между опорами, без риска повредить проводники.

Уличный кабель витая пара с тросом

В последние годы набирает популярность витая пара с оболочкой из мало дымного безгалогенного компаунда (маркировка LSZH) для прокладки в помещениях. Она плохо горит и не выделяет вредных веществ. Поэтому если к линиям или помещениям предъявляются строгие требования пожарной безопасности, выбирать следует именно его. Да, он дороже PVC, но долговечнее и безопаснее.

Существуют также более редкие оболочки для кабеля. Например, маркировка FRNC означает, что оболочка кабеля огнеупорна и устойчива к коррозии. Оболочка из полиуретана (PUR) отлично сопротивляется маслу и многократному изгибу. Такие кабеля используются в робототехнике и других сферах с особыми требованиями к проводникам.

Особенности витой пары

Сетевой шнур включает в себя одну или несколько пар тонких проводников, покрытых изоляцией. Все они скручены попарно, поэтому и называются витой парой. На практике используются готовые изделия в виде патчкорда, где отрезок кабеля обжимается с обеих сторон штекерами. Они вставляются в специальные разъемы, имеющиеся на компьютере, роутере и других устройствах, которые требуется подключить.

Иногда при прокладке сетей используется кабель без обжатия, проводимый сквозь маленькие дырки в стенах, непроходимые для коннектора. В подобных случаях распиновка и обжим выполняются после прокладки сети.

Интернет-кабель RJ45 отличается следующими характеристиками:

• Материал проводников и изоляция. Для их изготовления применяется медь или алюминий покрытый медью. Каждая жила защищена цветной изоляцией. Весь пучок витых пар дополнительно укладывается в единую более плотную изоляционную оболочку. От помех устанавливается экран из фольги и других металлизированных материалов.
• Цвет изоляционного слоя. Классифицируется по назначению кабеля. Витая пара с черной изоляцией применяется снаружи, с серой – в помещениях, с оранжевой – на пожароопасных участках. Самые современные кабели представлены всевозможными цветами, а их конкретная принадлежность указывается в маркировке.
• Число жил. По этому показателю шнуры делятся на одно- и многожильные. В одножильных размещаются монолитные жилки, диаметром 0,3-0,6 мм, отличающиеся низкой эластичностью и ломкостью. В многожильных парах используются тоненькие жилки, скрученные в пучки. Они свободно перегибаются и скручиваются, при этом, совершенно не ломаясь. Под них подбирается и коннектор для витой пары.
• Экранирование. Внутри помещений используется шнур UTP – без защитных элементов. Наружная разводка выполняется фольгированными материалами (FTP) или с металлизированной оплеткой (STP).
• Пропускная способность. Для RJ45 существует 10 категорий: 7 основных и 3 дополнительных. Наиболее востребованной считается 5-я категория, поскольку первые 4 уже устарели и не поддерживают высоких скоростей передачи.

Вся информация о RJ45 указана в маркировке, нанесенной снаружи на изоляцию. Она помогает подобрать витую пару для конкретных условий эксплуатации.

Схемы обжимки и маркировка витой пары

Когда выполняется обжим витой пары 8 жил, следует обязательно учитывать маркировку проводников. Каждому подключению обязательно соответствует определенная схема цветов, которая требует неукоснительного соблюдения. Иначе сигнал не пройдет, и сеть не станет функционировать.

Читайте также:Схема сплиттера

Ленивая обжимка 2 пар

В Рассмотренном варианте применяется прямой обжим шнура, где задействованы не 8, а лишь 4 жилки. Поэтому такой способ и получил свое название для тех, кто не желает возиться со всеми жилами. Однако, такое подключение годится лишь для низкоскоростных сетей.

Подобный обжим не рекомендуется к применению в настоящее время. Дело в том, что скорость интернета постоянно растет, оборудование улучшается и 4-х проводная схема перестает работать в новых условиях. Поэтому, рано или поздно, придется переходить на стандартную схему. Если сеть изначально проложена 8-ми жильным кабелем, то остается лишь обжать коннекторы RJ по-новому, и все заработает. Но, если сеть оборудовалась четырехжильным шнуром, то его придется полностью менять и прокладывать заново.

Распиновка для локальной сети в которой больше 2х компьютеров

При использовании коннекторов RJ 45, распиновка для подключения в сеть более двух компьютеров выполняется по стандартной схеме. Все жилки раскручиваются и укладываются сверху вниз или слева направо так, как это показано на рисунке.

Проводники выравниваются, обрезаются, после чего их можно обжимать. После этого, каждый соединитель витой пары подключается в свое гнездо.

Прямой обжим с 4 жильной витой пары двухпарный провод

Кабель с четырьмя жилами используется при монтаже внутренних сетей с низкими скоростями. При больших объемах получается сэкономить значительные средства, поскольку такой кабель намного дешевле обычной витой пары на 8 жил. Обжимка выполняется в последовательности, указанной на рисунке.

Однако, использование таких сетей имеет ряд ограничений, и прежде всего – по скорости. Кроме того, к устройству невозможно подать питание, когда это необходимо.

Схема обжатия витой пары RJ 45 с POE стандарт IEEE 802 3AF

Данная схема, выполненная по технологии РоЕ, позволяет не только передавать информационные сигналы, но и подводить питание на роутер, свитч, адаптер и другие устройства. Например, при подключении видеокамер не требуется отдельного питающего провода. Таким образом, коннектор объединяет в себе сразу две функции – передачу данных и питание устройства. Напряжение в такой распиновке поступает по проводникам синего и коричневого цветов.

Витую пару категорически запрещено использовать для подачи 220 вольт, поскольку это может привести к непредсказуемым последствиям. Дело в том, что сечение кабеля в сети составляет всего 0,51 мм2 и рассчитано на ток до 1,5 А. Если силу тока нужно увеличить, два проводника соединяются параллельно и тогда показатель возрастает до 3А.

Основные схемы обжимки

Данную схему часто называют «Компьютер – Компьютер», хотя на самом деле её применяют для подключения: роутеров, свитчей, телевизоров, сетевых принтеров и многих других сетевых устройств. В том числе её постоянно используют для подключения интернета.

На всякий случай сразу скажу, что почти везде при подключении используется именно «B» цветовая схема, которая указана на картинке выше. Порядок обжимки Ethernet распиновки:

1. Бело-оранжевый.
2. Оранжевый.
3. Бело-зелёный.
4. Синий.
5. Бело-синий.
6. Зелёный.
7. Бело-коричневый.
8. Коричневый.

То есть вам нужно абсолютно одинаково обжать оба конца кабеля. Схема обжимки достаточно простая.

1. Снимаем верхнюю оплетку.

1. Теперь вам нужно аккуратно расположить все проводки в нужном порядке, по схеме, которую я указал выше. Считаем слева на право от 1-го до 8-го проводка.
   
2. Далее очень внимательно и аккуратно на глаз отрежьте лишнюю часть проводков так, чтобы они были все на одном уровне.
   
3. Теперь возьмите коннектор металлическими жилами вверх и аккуратно вставьте проводки таким образом, чтобы каждая попала в свой желобок.
   
4. Самое главное убедитесь, чтобы каждый проводок доставал до металлических жил коннектора, которые будут потом использоваться при «спайке». Желательно, чтобы основная оплетка также была максимально внутри самого коннектора. Далее вам останется взять щипцы для обжимки и один раз хорошо их зажать.
   
5. А теперь проделываем все вышеперечисленные пункты с остальным концом.

ПРИМЕЧАНИЕ! Коннектор RJ-45 – это неправильно название. На деле же данного коннектора и вовсе не существует. Правильное название – 8P8C. Но его почему-то путают с патч-кордом RJ45S, который имеет всего 4 жилы и предназначен для подключения модемов. Но так как название уже вплотную используется как в интернете, так и у сетевых инженеров, то менять его никто не собирается. Да и звучит оно проще. Но знать об этом факте должен каждый профессиональный инженер.

Есть также перекрестная схема «A» (кросс-овер), которую чаще всего используют на западе. Один конец обжимается аналогично, а вот второй уже использует немного другую цветовую схему витой пары.

Перекрестная распайка патчкорда по цветам

Чем отличается патч корда от кабеля витых пар

Витая пара (рис. 1) представляет собой сетевой кабель, состоящий из одной или нескольких пар проводников, скрученных между собой. Используется для прокладки линий связи. Концы остаются свободными, что позволяет делать отрезки любой длины.

Патч-корд (рис. 2) является соединительным шнуром для подключения друг к другу различных устройств. На его концах устанавливаются коннекторы, соответствующие подключаемому оборудованию. Длина патч-кордов может быть разной, а изготовление – заводским или ручным.

Подготовка витой пары к обжиму

У провода внутри под изоляцией есть капроновая нитка. Можно немного разрезать изоляцию ножом или ножницами, а затем, чтобы не повредить изоляцию внутренних проводков, потянуть за нитку, так чтобы она рвала внешнюю изоляцию. Порвать примерно 2-3 см. затем отрезать лишнюю изоляцию. Я стараюсь не пользоваться инструментами для обрезки изоляции т. к. очень часто повреждается изоляция самих проводов. Исключением является очень дорогие и качественные обжимные клещи.

Необходимые инструменты

• Провод витой пары на 2 или 4 пары,
• обжимные клещи для 8P8C (официальное название кримпер),
• коннектор RJ-45 (8P8C).

Витая пара на 4 жилы: правила обжима + схема

Витая пара из 8-ми жил используется для гигабитной сети, если планируется ЛВС на 100 мбит, то будет достаточно 4-е жилы. В коннекторе в таких случаях задействуются контакты «1», «2», «3», «6». Ниже продемонстрированы три возможных варианта распиновки 4-х жильной витой пары.

Варианты распиновки двухпарного кабеля

Обжим и разделка производится по тому же принципу, что и для 4-х парного кабеля.

Что такое обжим витой пары и как его делать

Распиновка витой пары

Соединение кабельных жил с разъёмом именуют обжимкой – контактная группа коннектора, после распределения в нём жил провода, вжимается внутрь, прокалывая их изоляцию и фиксируя кабель. Так создаётся надёжное и качественное соединение. Наиболее востребованными являются коннекторы модели rj45.

Розетка rj45, посредством которой выполняется распиновка, нередко именуется специалистами как разъём 8P8C. Такая маркировка говорит о том, что и вилка и сама розетка обладают 8 контактами. Все эти контакты можно соединять в различных схематических вариациях в соответствии с типом кабельного соединения.

Распиновка розетки rj-45: красным обведена маркировка для стандарта T568A, синим – T568B

Rg 45 распиновка 8 проводов бывает двух стандартов: T568A и T568B. Последний является более востребованным и применяется значительно чаще, так как предназначен для соединения ПК с роутером или модемом. Первый стандарт создан для соединения двух ПК между собой.

Перед тем как рассмотреть процесс обжима, логично указать вариации схем подключения коннекторов. Их всего две: прямая и перекрёстная.

Все жилы витой пары маркированы конкретным цветом, что позволяет выполнить быструю распиновку и дальнейший обжим розетки rj45. Жилы единой пары близки по окрасу, например, синий и сине-белый.

Различия между прямой и перекрёстной конфигурацией обжима очевидны. Прямая вариация является схемным решением, когда на двух противоположных краях кабеля расцветка жил совпадает.

Перекрёстная вариация предполагает схему, где на противоположных краях кабеля соответствие жил по цвету несколько изменено. Чаще всего местами меняют проводники под номерами 1, 2, 3 и 6.

Каждая из этих схем предусматривает размещение жил на противоположных краях таким образом, что проводник №1 находится напротив проводника №8 и наоборот – жила №8 расположена напротив жилы №1.

Кроме вышеуказанных 2 конфигураций существует ещё и промежуточная – консольная. Она предполагает размещение проводников на краях кабеля в перевёрнутом порядке. Жила №1 с первого коннектора соответствует жиле №1 со второго коннектора. Проводники №8 также соответствуют друг другу.

Прямой и перекрестный обжим

Теперь перейдем к вариантам обжима. Они бывают двух видов:

1. Прямой, то есть, оба конца витой пары обжимаются по одному стандарту.
2. Перекрестный, в данном случае один из концов обжимается по стандарту Т568А, второй – Т568В.

Рисунок 12. Прямое (А) и перекрестное (В) подключение

Такая специфика связана со схемой подключения. Собственно существует три варианта:

1. Роутер-роутер. В этом случае кроссовая линия соединяет два роутера или хаба.
2. PC-PC. Здесь все понятно, сетевой кабель используется для прямого соединения двух персональных компьютеров.
3. Роутер-PC. То есть, персональный компьютер подключен к сетевому узлу.

Давайте кратко рассмотрим перечисленные схемы подключения.

Обжим витой пары по схеме роутер-роутер

При таком варианте подключения положено использовать прямую схему (см. А на рис.12). Но, при использовании в топологии сети интеллектуальных узлов, данное ограничение соблюдать не обязательно. То есть, допускается прямая и перекрестная схема соединения, поскольку роутер способен опознать ее тип. Но, правильным считается придерживаться выбранного стандарта для той или иной ЛВС.

Обжим витой пары по схеме компьютер-компьютер

Совсем иная ситуация возникает, при соединении ПК между собой. В этом случае может работать только перекрестная схема — кроссовер. Данный тип подключения был продемонстрирован на рисунке 12 (В).

Обжим витой пары по схеме роутер-компьютер

Данный тип соединения принято выполнять по прямой схеме. Для интеллектуальных коммутаторов (свичей) данное условие не обязательно, но тем не менее, «хорошим тоном» считается придерживаться данного условия.

Как облегчить монтаж витой пары: секреты из практики

Следует отметить еще некоторые тонкости монтажа витой пары:

• Чтобы отмерить 1 метр кабеля не обязательно искать метки на нем. Длина в 1 метр — это расстояние от кончиков пальцев до противоположного плеча по линии груди человека среднего роста.
• В разъем должна заходить и быть обжата оболочка кабеля. Это помогает избежать случайного срыва разъема. Если вы сняли слишком много оболочки, попробуйте растянуть остаток. Учтите, что в кабелях с толстой оболочкой это работает далеко не всегда.
• Установив коннектор для витой пары, проверьте, чтобы все провода были вставлены в разъем до упора. Зазоры приводят к плохому контакту.
• Пользуйтесь тестерами витой пары для контроля качества установки разъемов. Зачастую достаточно простейших моделей. Более продвинутые устройства позволять собрать максимум доступной информации и даже составить небольшой отчет.

ЛАН-тестер для витой пары: продвинутая модель компании Softing

• Если ситуация требует соединение жил кабеля с применением скотчлоков для витой пары – желательно запастись специальным инструментом – кримперами для кнопочных коннекторов. В отличие от пассатижей они не вредят соединителям и существенно ускоряют монтаж скотчлоков.
• Если вы обжимаете кабель типа FTP/STP экранированными коннекторами для витой пары, рекомендуется сначала подготовить провода для монтажа как для UTP-кабеля, а затем срезать еще часть оболочки и обжать нетронутый экран.
• Помните, что хотя сечение жилы витой пары составляет около 0.5 мм, её применение в качестве проводника допускается только в слаботочных системах. Применять витую пару для запитывания активного оборудования категорически запрещено.

Набор инструментов для работы с кабелем типа витая пара

И последнее. Если вам часто приходится работать с медным кабелем типа витая – соберите свой набор инструментов или возьмите готовый набор инструментов для системного администратора. Можете взять готовой или собрать комплектующие набора по своему усмотрению.

Какая витая пара будет завтра?

Несмотря на серьёзную конкуренцию со стороны оптического кабеля, витая пара продолжает прочно удерживать сегмент «последнего метра». Не последнюю роль здесь играет цена и габариты оптических трансиверов, которые не позволяют использовать их в персональных компьютерах и ноутбуках.

Действительно, во многих случаях оптические кабели оказываются перспективнее медных, благодаря большей надёжности и огромному запасу для модернизации. Одна и та же пара волокон может передать и 1GE и 40GE. При этом оптический кабель абсолютно не подвержен электромагнитным помехам, более устойчив к непогоде и влажной среде. Да, монтаж ВОК намного сложнее медных линии, но если расстояние между узлами сети превышает 70 метров, берите оптику – не прогадаете.

Тем не менее, в ближайшие годы рынок витой пары будет продолжать расти. Как ожидают эксперты «ResearchAndMarkets», к 2023 году более 90% рынка кабеля для передачи данных составит медная витая пара UTP. Кабель Cat5e уже сдаёт позиции более современным Cat6/6A, а кабель Cat7 расширит присутствие на рынке, заняв нишу, которую сейчас занимает Cat6A.

Что касается экзотики вроде витой пары на 6 пар проводников, то она стремительно уходит в прошлое, не в последнюю очередь благодаря распространению IP-телефонии. IP-аппараты уже сравнялись по цене с аналоговыми собратьями, так что сегодня легче и дешевле передать и данные и телефонию по единственному UTP, чем использовать комбинированные решения.

Фактически, главным конкурентом витой пары в её нише «последнего метра» является не оптические, а беспроводные линии. Внедрение стандарта Wi-Fi 6 может серьезно изменить расклад сил в этой области, и как будут развиваться события станет ясно уже совсем скоро, после 2021 года.